Всем привет ! К моей статье о том, как поменять одноклавишный выключатель на двухклавишный без замены проводки оставили несколько комментариев(в том числе и язвительных) на тему того, что лампы будут страшно мерцать и я ослепну. Ну что ж, давайте возьмём пару ламп и проверим их на мерцание разными способами.
Что мы будем проверять:
1) Контрольный источник - вот этот фонарик марки Яркий Луч, модель LH-140. Из информации в интернете известно, что на 100% режиме пульсации света отсутствуют, на 30% режиме ШИМ 10 кГц.
2) Светодиодная лампа Philips 7 ватт (её разбор и анализ здесь)
3) Светодиодная лампа Philips 12 ватт (здесь можно посмотреть, что внутри)
4) Лампа накаливания 200 Вт
Теперь о том, как, на мой взгляд, можно определить пульсации.
- на глаз :-) метод такой себе, но явные проблемы увидит
- камерой смартфона в ручном режиме. Если пульсации есть, то, играясь c экспозицией, можно увидеть черные полосы
- используя фотодатчик и осциллограф.
В интернете я нашел ещё пару способов:
- фотодатчик и мультиметр вместо осциллографа. Проверим
- специальные программы на смартфон
Ясное дело, что на этом список не заканчивается :-) Я перечислил наиболее доступные способы, не будет же кто-нибудь специальную аппаратуру покупать.
Итак, начнём с фонарика.
Включаем на малом режиме и пробуем поиграться с выдержкой в камере на телефоне:
Как видно - эффекта нет.
В Интернете я видел информацию, что есть два типа приложений на телефон - те, что используют камеру и те, что используют датчик освещённости. Из приложений нашлось только Led Flicker Test. Оно использует датчик освещённости и, как показали мои эксперименты, не годится в качестве надежного способа определения, ибо даже с немерцающими лампами оно показывает, что пульсации есть. Поэтому данный метод поиска пульсаций опустим.
Теперь перейдем к фотодатчику. В качестве оного я использую выдранную из калькулятора солнечную батарейку с нагрузкой в виде резистора.
Нагрузка обязательна ! Без неё элемент будет заряжать всякие паразитные ёмкости, которые не будут успевать разряжаться за приемлемое время высоким входным сопротивлением мультиметра или осциллографа, поэтому график будет сглаженный и не отобразит всей картины. Подбирать надо такое сопротивление, чтобы оно было как можно меньше, но чтобы при этом сохранялась амплитуда напряжения, достаточная для того, чтобы зафиксировать пульсации.
Итак, сперва смотрим мультиметром(в галерее несколько фото, листайте):
Как видим, если судить по мультиметру, то пульсации отсутствуют. Что же покажет осциллограф ? Прогреваем, калибруем, подключаем(в моём случае это старичок С1-55), и смотрим:
Осциллограф настроен на работу AC+DC(открытый вход, показывается постоянная составляющая сигнала), по напряжению 0.5 вольт на клетку, по развертке 0.1 мс на клетку. Напряжение в максимуме порядка 1.5 В, частота 10 кГц(что соответствует информации из открытых источников).
А вот режим максимальной яркости:
Как можно заметить, в режиме 100% яркости ШИМ нет.
Какие выводы можно сделать:
1) ШИМ действительно есть, но, справедливости ради, частота большая и этим можно пренебречь
2) Из всех методов(камера, мультиметр, глазомер, осциллограф) пульсации заметил только осциллограф.
Ладно, "откалибровались", теперь можно переходить к испытаниям ламп.
Начнём с 7 ватт лампы. Включаем через диод последовательно лампе:
Вот тут вот видно какую-то рябь. Давайте увеличим:
Амплитуда пульсации - порядка 50 мВ, частота - 50000 кГц. Это пульсации, вызванные работой импульсного стабилизатора тока, подробности по ссылке
Ну а теперь эта же лампа, но без диода:
Выводы по лампе 7 ватт - работает с диодом и без диода одинаково хорошо - пульсаций по факту нет. Точно такие же лампы стоят у меня в коридоре и работают через диоды без нареканий.
Теперь лампа 12 ватт. Начнём так же, через диод:
Пульсации настолько злые, что их видно через мультиметр:
А на осциллографе вот такая картинка:
Прошу обратить внимание на период пульсации - 50 Гц ! Это важно и о многом говорит, но это уже тема другой статьи.
Убираем диод и видимые глазом пульсации пропадают:
Кстати, светить стало ярче, это и немудрено - какой кусок "времянки" вырезался диодом!
Смотрим осциллограф:
Пульсации на уровне лампы 7 ватт - "следы" работы импульсного преобразователя. На восприятие мира не влияет.
Ну и теперь лампа, которая удивила меня - накаливания, 200 ватт! Сперва через диод.
Камера смартфона видит это так:
В это время на осциллографе:
В целом осциллограмма объясняет показания "мультика" по постоянному току, и показывает, что по переменке мультиметр занижает значения.
А теперь без диода:
Лампа светит гораздо ярче, но пульсации остались:
А всё вот почему. Протекающий по изготовленной из тугоплавкого материала(вольфрам) нити ток вызывает её нагрев до температуры, при которой она излучает электромагнитные волны в видимой области спектра. В моменты отсутствия напряжения(переход синусоиды через ноль) температура(а, следовательно, и свечение) поддерживается за тепловой инерции нити накаливания. Она не может ни мгновенно остыть, ни мгновенно нагреться. Однако всё равно температура колеблется в некотором диапазоне, что вызывает едва заметное, но мерцание. В случае, если включить диод, мощность, подаваемая на лампу снизится, как и распределение этой мощности во времени. Лампа будет светить хуже и яркость будет колебаться сильнее.
В общем, лампа накаливания всё равно имеет пульсации, и у неё с этим дела обстоят даже хуже, чем у недорогих светодиодных ламп. Другое дело, конечно, коэффициент цветопередачи, но это выходит за рамки сей заметки.
Выводы:
1) мультиметр с фотодатчиком - бесполезны, так как показывает явные косяки, видимые и без них
2) приложения на смартфон - так же бесполезны, но зато камера покажет неприемлемые пульсации и в целом этот метод самый доступный и универсальный. Смартфон нынче есть практически у каждого.
3) осциллограф покажет то, что не увидят остальные методы. Если обустроить стенд - обеспечить стабильное размещение фотодатчика, равномерность его засветки, исключение паразитного освещения и т.д., можно будет тестировать лампы, сводить результаты в таблицу, косвенно судить о том, какая лампа светит ярче и т.д.
Есть, что добавить ? Смело в комментарии ! И не забудьте подписаться на мой канал, у меня для вас припасено много чего интересного!
