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ライトのちらつき(フリッカー)を調べてみる

Published Feb 3, 2022 by Ato Araki in Make, やってみた at https://blog.artarch.net/posts/light-flicker-measurement/

Table of Contents

  • 道具を作る
    • プロトタイプ
  • 測定
    • T社LED電球
    • ちらつきが気になるLED電球
    • P社のLED電球
  • 小型化
  • まとめ
  • おまけ
    • 矩形波を観測してみる
    • 高周波は測れるのか
    • 計算の参考になりそう
  • 参考文献

光源のちらつき(フリッカー)を簡易的に観測できるようにしてみました。

ちらつき (フリッカー:Flicker) は、電気用品安全法(PSE)で基準があります。 とはいえ、気が付かない程度にちらついているLED電灯が一定数あり、気になるため、これを調べてみることにします。

道具を作る

プロトタイプ

材料

  • 照度センサ(フォトトランジスタ) 560nm NJL7502L
  • Lightning - 3.5 mmヘッドフォンジャックアダプタ
  • ヘッドホン+マイク変換アダプタケーブル(3極メスx2-4極オス)
  • 1kΩの抵抗
  • iPhone/iPad

※ 試す場合は自己責任でお願いします

iPhoneのマイク端子からは2.7V程度の電圧が出ています。 ここにフォトトランジスタを挟み、光の強弱の変化を音信号として取り出します。 なお、iPhoneでマイクとして認識させるために、並列で1kΩの抵抗を入れています。

音信号として取得するため、直流成分を除いた交流の波形として見えています。 より正確に(例えば、 Percent Flicker, Flicker Index を参考に計算)するためにはArduinoやM5Stackなどで計測、算出できると良さそうです。 今回は、どの程度チラついているのか、振幅の度合いを大まかに知ることができればOKです。

測定

測定条件は特に規定していないため、参考まで。

T社LED電球

ちらつきはほとんど感じないLED電球。

60Hz地域なので120Hz付近が目立っています。

音はsin波っぽさがあって良い(?)

LED電球 LDR6N-TM

ちらつきが気になるLED電球

目視でちらつきが気になっているLED電球。

ここからもちらつきを感じる..

シンプルな全波整流器回路+コンデンサを使ったものか。

例:

振幅が大きめ。

LED電球

P社のLED電球

ちらつきは感じず、きちんと光ってる感のあるLED電球。

ちゃんとLEDドライバが入ってそう。 音を聞いても振幅は小さく、大きなノイズがある感じはしない。

LED電球 LDA7NDGSZ6AN

小型化

4ピンのジャックを使って、その中に仕込みました。

  • 3.5mm4極ミニプラグ MP-435

まとめ

フリッカーを簡易的に観測できるようにしました。 自宅で利用するLED光源を選定する上で、フリッカーが気になるため、このツールである程度評価できそうです。

おまけ

矩形波を観測してみる

デューティー比75% 500HzでLEDを点滅したものを観測するとこうなる

高周波は測れるのか

音として観測する中で、一応ナイキスト周波数あたりまで測定できた。この先は今の仕組みだと計測できない。が、そこまで測る必要はなさそう。

計算の参考になりそう

What is Flicker Metrics (Percent Flicker, Flicker Index, SVM) ?
Please check on UPRtek website FAQ : https://t.co/5OfGuGVLW3 pic.twitter.com/EmyVjyhRda

— UPRtek (@UPRtek) March 24, 2017

参考文献

  • 照明アプリケーションにおけるLEDフリッカの特性化および最小化

See Also

  • Raspberry Piに挿せるモータードライバを試す
  • YAMAHA YDP-88 修理
  • Home Rover Robot (micro:bit+robot)
  • Pomodoro Timer
  • Train Controller
  • Tex Yoda(トラックポイントキーボード)

LastModified: 2022-02-03T13:00:00Z

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