La luce emessa dai LED può tremolare o presentare un effetto stroboscopico, che può dare fastidio, stanchezza e persino mal di testa. I ricercatori della Eindhoven University of Technology e di Signify hanno determinato le caratteristiche della luce in corrispondenza delle quali l'occhio umano non percepisce più questi effetti indesiderati. Il modello sviluppato consente ai produttori di illuminazione di testare questi effetti indesiderati durante la progettazione dei loro prodotti LED. Gosia Perz riceverà un dottorato di ricerca. per questa ricerca al TU/e ​​il 5 febbraio.

L'elettricità che usiamo in Europa quando colleghiamo diversi elettrodomestici, televisori e lampade nelle prese a muro è un alimentatore a corrente alternata (CA) che cambia a 50 cicli al secondo (50 Hertz). "Le lampade ad incandescenza devono diventare calde per emettere luce, e poiché i processi termici sono piuttosto lenti, non possiamo vedere che la luce è fluttuante, " spiega Gosia Perz, "Ma la reazione dei LED alla corrente di pilotaggio è molto veloce, quasi istantaneo, che possono portare a effetti collaterali visibili causati dalla luce fluttuante." La maggior parte dei LED non viene azionata direttamente dalla rete, ma contengono un pezzo di elettronica, un driver, che regola la corrente che scorre attraverso un LED. Questo driver può ridurre le fluttuazioni di corrente per prevenire la visibilità degli effetti collaterali. Però, ciò richiede un compromesso con altre caratteristiche dei conducenti, come il costo, dimensione, affidabilità o efficienza. "Di conseguenza, diversi design dei driver possono portare a vari livelli di effetti indesiderati nella luce emessa dai LED, " dice Perz.

"Ciò che non vedi non ti influenzerà"

Lo sfarfallio è immediatamente visibile, ma il cosiddetto effetto stroboscopico è più difficile da osservare se non si sa cosa cercare. Perz:"Questo effetto è visibile come una serie di fermi immagine quando la luce fluttuante illumina un oggetto in movimento. Nella sua forma estrema questo effetto è spesso utilizzato nelle discoteche". L'occhio umano percepisce questo effetto e può influenzare la nostra percezione della qualità della luce, provocando fastidio e irritazione, ma anche mal di testa. Perz:"È importante determinare quando la luce stroboscopica è ancora percepibile dalle persone. La ricerca in questo settore indica che l'esposizione alla luce fluttuante induce risposte biologiche, che potrebbe influire sulla salute, solo quando sono visibili lo sfarfallio o l'effetto stroboscopico. In breve; quello che non vedi, non ti influenzerà." E aggiunge:"I produttori vogliono sapere cosa le persone fanno e cosa non percepiscono, in modo che possano fare scelte informate durante la progettazione dei loro driver."

Standard internazionale

Perz ha cercato il valore esatto di specifiche caratteristiche luminose in corrispondenza delle quali l'effetto stroboscopico diventa invisibile all'occhio umano; la soglia di visibilità. Ha invitato più di 200 persone, in un ambiente di ufficio simulato, per guardare un disco nero con un punto bianco sotto una sorgente luminosa a LED. Il disco ruotava a una velocità costante di 4 metri al secondo, simili ai gesti rapidi delle mani in un ambiente d'ufficio. Durante gli esperimenti, Perz ha manipolato diversi parametri di illuminazione; la frequenza, l'ampiezza o la profondità di modulazione e la forma dell'onda. I soggetti hanno indicato se hanno osservato o meno un effetto stroboscopico per ogni cambiamento. I ricercatori della Southeast University in Cina hanno ripetuto gli esperimenti per escludere le differenze culturali.

Sulla base delle soglie rilevate per ciascuna combinazione dei parametri testati, Perz ha sviluppato un modello open source che quantifica la visibilità dell'effetto stroboscopico di qualsiasi forma d'onda luminosa. I produttori di LED possono utilizzare questo modello per testare i loro prodotti. Perz:"La misura che abbiamo sviluppato, chiamato SVM (misura della visibilità stroboscopica), è già raccomandato dalla Commissione Internazionale sull'Illuminazione per quantificare la visibilità dell'effetto stroboscopico nelle applicazioni di illuminazione generale. Spero che diventi la misura internazionale per descrivere la visibilità dell'effetto stroboscopico per i LED".

Prova i tuoi LED per l'effetto stroboscopico

Se sai cosa cercare, è molto facile determinare se un LED ha un effetto stroboscopico. Fai oscillare rapidamente una penna su e giù davanti alla lampada. Quindi fai oscillare la penna su e giù davanti alla finestra, altrettanto velocemente. Se non vedi alcuna differenza, il driver nel tuo LED è progettato in modo che nessun effetto stroboscopico sia visibile. Se vedi una sfocatura continua davanti alla finestra, mentre vedi una serie di fermi immagine davanti alla lampada, allora avrai trovato l'effetto stroboscopico nel driver del tuo LED.