5
Με αφορμή τη συζήτηση που ξεκίνησε στο topic για το κύκλωμα PWM LED dimming, ας συνεχίσουμε εδώ.
Για να βοηθήσω λίγο να γίνει πιο κατανοητή η σχέση συχνότητας του PWM dimming με τον ρυθμό FPS της κάμερας, έφτιαξα ορισμένα γραφήματα.
Στον οριζόντιο άξονα έχουμε τον χρόνο εκφρασμένο σε ms, οι κίτρινες μπάρες αντιστοιχούν στις στιγμές που το LED είναι αναμμένο, ενώ με μπλε μπάρες έχω σημειώσει τις χρονικές στιγμές που ανοίγει το shutter της κάμερας για να καταγράψει την εικόνα. (Ο χρόνος που το shutter παραμένει ανοικτό εξαρτάται από τις ρυθμίσεις της κάμερας, αλλά για το παράδειγμά μας μπορούμε να θεωρήσουμε πως είναι 1ms χωρίς να επηρεάζεται αυτό που προσπαθώ να δείξω).
Όταν η μπλε μπάρα πέφτει επάνω σε μια κίτρινη περιοχή, η κάμερα καταγράφει φως. Όταν αυτή πέφτει σε λευκή περιοχή όπου τα LED είναι σβηστά, η κάμερα καταγράφει σκοτάδι. Αν διαδοχικές καταγραφές δεν έχουν την ίδια φωτεινότητα εμφανίζονται τα προβλήματα που ανέφερα.
Πρώτη περίπτωση: αργό PWM στα 20Hz και κάμερα 30 FPS
Δεύτερη περίπτωση: PWM στα 100Hz, αρκετά πάνω από το όριο που είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι και κάμερα στα 30 FPS
Τρίτη περίπτωση: γρήγορο PWM 500Hz το οποίο όμως και πάλι δεν είναι αρκετό για πραγματικά σταθερή εικόνα
Όπως μπορείτε να δείτε, ακόμα και στην περίπτωση του PWM στα 500Hz, αν η κάμερα και τα LED συγχρονιστούν ακριβώς και χωρίς ολίσθηση, στην τελική καταγραφή θα υπάρχουν εναλλάξ φωτεινές και σκοτεινές εικόνες.
Τέλος να προσθέσω πως αν και το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να αντιληφθεί εναλλαγές με ταχύτητα πάνω από (περίπου) 20Hz αυτό ισχύει μόνο για σταθερές εικόνες και όταν το μάτι είναι εστιασμένο σταθερά.
Όταν το μάτι κινείται ή όταν στο οπτικό πεδίο υπάρχουν κινούμενα αντικείμενα, η συχνότητα του PWM θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτό το νούμερο ώστε να μην γίνει αντιληπτή.