86

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек!

К пульсирующему свету испытываю такую неприязнь, что аж кушать не могу взял солнечный элемент и начал им проверять все покупаемые светодиодные лампы. Проверял способом, который подсмотрел на канале Дмитрия Коржевского: напряжение с солнечного элемента через конденсатор подаём на усилитель звука, и в наушниках слушаем, насколько лампа "гудит" своими ста герцами пульсации света. Правда, усилителя у меня не было, наушник я прифигачил напрямую, но и "так сойдёт".

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Плохие, пульсирующие лампы заметно гудят. Лампы накаливания тоже гудят, но, само собой, это приятный тёплый ламповый звук, он не может быть неприятным.

А тут недавно прикупил на Али осциллограф-приставку к ноутбуку, и стало интересно рассмотреть это гудение глазами. Подключил осциллограф напрямую к солнечному элементу, и вот какие картинки предстали моему взору.

За эталон взял лампу накаливания на 40W. Вот она, во всей своей тёплой ламповой красе:

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Жёлтая линия -- это напряжение с солнечной панельки, каждая клетка сетки для неё = полвольта, а точка отсчёта -- самый низ (см. жёлтый маркер CH1 слева от графика). То есть, вольта эдак полтора солнечная панелька выдала от света этой лампы. Почти постоянного тока, ведь колеблется жёлтая линия только слегка. Эти её колебания для наглядности усилены и отрисованы фиолетовой линией, для которой каждая клетка сетки - это уже 50 милливольт. Получается, размах колебаний -- 80 милливольт, то есть около 5% от постоянной составляющей. Внизу, коричневыми линиями отрисован спектр колебаний, самый высокий столбик -- 100 Герц, потом производные (200Гц, 300Гц...). Почему форма сигнала и спектр таковы -- обсудим в конце.

Так, сравним-ка с этим эталоном мерцание света ламп, которые теперь уже не в почёте (ибо вытеснены светодиодными) -- люминисцентных "спиралек". Завалялась как раз одна, правда, весьма качественная -- Camelion (20W, 2700K, E27).

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

У неё спектр чуть другой, но размах колебаний -- те же 5%.
Так вот, эти показатели и буду считать условным "пределом терпимости", превышать который лампы не должны.

Итак, какие же светодиодные лампы подвернулись мне под руку. Сильнее всех впечатлили эти две:
LEXMAN 8286682701R (14.5W, 2700K, E27)
JAZZWAY PLED-SP A60 (15W, 3000K, E27)
Картинка у них одинакова:

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Никаких пульсаций! Нраааавица...

А вот лампа из ИКЕИ "RYET LED1912G10" (10W, 2700K, E27):

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Таки пульсирует, хоть и не сильно.

А вот Navigator N0519 (15W, 2700K, E27) удивил своей пульсацией -- она высокочастотная, впрочем, несильная, да и вообще глазам вроде как фиолетово на такие пульсации:

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Были ещё несколько ламп с малой пульсацией -- CANYON, FERON, Старт.

Но перейдём к опозорившимся экземплярам. От одного я собственно и не ждал ничего хорошего -- это "Экономовъ" (10W, 4500K, E27) из серии тех, что продают по рублю за пучок в продуктовых. Синюшная пакость. Полюбуйтесь на этот расколбас:

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Неприятно удивила лампа REV 324126 (9W, 2700K, E27):

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

Богатый спектр, прямо-таки гитарные запилы. Можо прикрутить динамик и продавать для подзвучки рок-концертов.

Пожалуй, нужно вот что оговорить. Измерения были "бытовые", неточные. Хоть я и старался располагать лампы одинаково, и хоть величина постоянной составляющей (высота жёлтой линии) коррелирует с мощностью ламп, но закладываться на эти цифры не нужно. Яркость ламп меряется иначе, в других условиях, по всем направлениям. За точными измерениями -- это нужно обращаться в базу LampTest.

Да и в точности анализа формы сигнала у меня есть сомнения, хоть осциллограф и хороший. похоже, солнечная панелька добавляет какие-то свои искажения. Вот вернёмся к форме эталонного "теплолампового" света. В теории, это должна быть выпрямленная синусоида, то есть цепочка из половинок синусоиды.
На практике, внезапно, свет лампы накаливания таил в себе весьма богатый спектр и вычурные формы. Когда я приближал лампочку, форма сигнала сильно менялась, иногда даже проскакивала чистая синусоида, вот примеры:

Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост
Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост
Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост
Что бы такого померить осциллографом... О! Пульсацию лампочек! Лампа, Лампочка, Измерения, Эксперимент, Мерцание, Осциллограф, Длиннопост

А не будет ли у многоуважаемых экспертов идей, почему форма сигнала зависила от расстояния до солнечной панельки? На наводки не похоже, так как если свет перекрыть листом бумаги -- кривая падала вниз и становилось прямой. Мне что-то ничего дельного на ум не взошло.

Лига электриков

5.5K постов25.7K подписчиков

Правила сообщества

Запрещён оффтоп, нарушение основных правил пикабу

0
Автор поста оценил этот комментарий

По идее чем ближе источник света к панельке, тем точнее замер должен быть, все таки свет с расстоянием рассеивается. Ну а так для анализа больше информации надо - повторяется ли форма сигнала на при приближении/удалении или всякий раз разная, в чем именно различия...

А сколько обошелся такой осциллограф на али?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
изменения формы сигнала повторяются (плавно двигаю лампу с расстояния 10см до расстояния 1 см - получаю плавную трансформацию формы, и вроде даже цикличную). Эта плавность и цикличность наводит на мысли о каких-то эффектах в солнечной панели, и о разнице в параметрах её ячеек.

А осциллограф двухканальный Hantek, около 4тыс.р. сейчас.
показать ответы
0
Автор поста оценил этот комментарий
расстояния до солнечной панельки

Засвет от постороннего источника.

Navigator N0519 (15W, 2700K, E27) удивил своей пульсацией

- на конденсаторе после драйвера сэкономили.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
не, засвета не было, экран ноутбука не мерцает (его я первым делом проверил :)
показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий

но сигнал уже никак не изменялся.
Стганно, стганно. При перегрузке напряжение должно быть примерно пропорционально сопротивлению.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
я опечатался - ток уже никак не меняется
0
Автор поста оценил этот комментарий

А почему не 100Ом, например?

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Так как это панелька от мелкого садового фонаря, её параметров я не знаю. Но замерил ток, который она отдавала в составе фонаря, при зарядке разряженного аккумулятора, взял его за номинальный, подобрал резистор. Он неплохо нагрузил панельку: размах снимаемого осциллографом сигнала снизился раз в пять. Я даже попробовал уменьшить резистор вдвое - но сигнал уже никак не изменялся.
показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий
лампу накаливания на 40W

По данным из сети у них пульсации 30%, и лишь у самых мощных, ватт 200, приближаются к 10ти.

У фотоэлемента ЕМНИМ от освещённости зависит не напряжение (которое Вы скорей всего и измеряли), а ток, то есть надо было дать очень большую нагрузку, Ом 10 на глаз.

Ну и у плохих ламп пульсации д.б. 100%.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Да, спасибо за идею, нагрузил на резистор (500 Ом, подбирал по току). Перезамерил.

В принципе, расклад по "хорошести" остался тем же, но величины пульсаций оказались гораздо больше. Даже фиолетовую линию не пришлось на экран добавлять, пульсации и на основном жёлтом графике прекрасно видны.


Эталонная лампа накаливания 40W -- пульсации около 10%, практически синусоида.

IKEA RYET LED1912G10 (10W, 2700K, E27) -- пульсации есть, невелики.

Экономовъ (10W, 4500K, E27) -- оказалась ещё хуже чем казался.

Ну и REV 324126 (9W, 2700K, E27) -- тоже оказалась хуже чем казался, но сигнал действительно такой формы, гармониками богат.

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий

Вот и мы так же заменили 60 светильников в строящемся цехе благодаря таким же замерам. Смонтировали светильники типа летающая тарелка Navigator подвесные на 200вт каждый. Включили. Напарник говорит: четт не то, глаза режет. Я привез осциллограф карманный с алиэкспресс, к нему зацеплена фотопанель от дачного светильника. И точно: пульсации 100 Гц со скважностью проц 50-70. Мы это дело засняли на телефон и отправили поставщику, а тот региональному представителю. Через дня три приехала тетька и два дядьки, типа комиссия, мы им повторяем процесс вживую. Через неделю были отгружены 60 светильников ИЕК на ту же мощность без всяких вопросов и доплат! Световой поток ровнехонький без всяких пульсаций

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Рег. представитель Navigator-а? Круто вы их. Могли они ведь и отмазаться. Или они в паспорте изделия заявили 0% пульсаций?
показать ответы
5
Автор поста оценил этот комментарий

У измерительной панели есть пределы чувствительности как по интенсивности входящего излучения, так и по частотному спектру. А мощность излучения на единицу площади, если мне не изменяет память, обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника. Срезы синусоиды похожи на перегрузку чувствительного элемента - он не может выйдать больше, входит в насыщение. То есть света больше, а электричества больше не становится. Если, конечно, речь именно об этих искажениях.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
срезы - да, можно так объяснить. Но ступеньку, которая то выше, то ниже - насыщением не объяснить, это какой-то переходный процесс
показать ответы
0
Автор поста оценил этот комментарий

А можно сделать видео, где от изменения расстояния источника света до панели меняет форму сигнала на осциллографе? А то что то непонятно стало.

Ну или сделать предложенный мною эксперимент со "стаканом".

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
попробую снять, вот только не знаю как потом своё видео в комментарий залить - есть здесь такая возможность?
0
Автор поста оценил этот комментарий

А про угол падения света на панель вы забыли? Панели из разных материалов (монокристаллические и поликристаллические) по разному реагируют на угол засветки. И тут не в скорости света дело а в его количестве.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
вот именно - в количестве света (т.е. высота линии на осциллографе), но почему меняется форма сигнала? Чем обусловлена плавающая "ступенька" на графике колебаний? Не получается её переотражениями или углом засветки объяснить
показать ответы
0
Автор поста оценил этот комментарий
А не будет ли у многоуважаемых экспертов идей, почему форма сигнала зависила от расстояния до солнечной панельки?

Переотражение, рассеяние, преломление  света от окружающих поверхностей, или иначе говоря  паразитный засвет. Для устранения этого эффекта можно сделать "стакан", и на его дно поместить панель, внутренние стенки стакана лучше оклеить чем нибудь светопоглощающим, например черным бархатом.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Учитывая скорость света и несопоставимо низкую частоту самих колебаний - разве эти перечисленные вещи могут повлиять на форму колебаний? Только на размах, ИМХО.
показать ответы
0
Автор поста оценил этот комментарий

Резистор д.б. в 10+ раз меньше минимальной нагрузки.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
А что имеется в виду под минимальной нагрузкой? Это в даташитах к солн.панелям искать?
показать ответы
0
Автор поста оценил этот комментарий

Фотодиод наверное надо где-то найти. По идее точнее замер должен быть, чем с солнечной панелькой.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Дмитрий Коржевский все варианты перепробовал, солн.панелька единственная подошла. Надо пересмотреть тот выпуск, не помню почему фотодиод не подошёл.
показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий
лампу накаливания на 40W

По данным из сети у них пульсации 30%, и лишь у самых мощных, ватт 200, приближаются к 10ти.

У фотоэлемента ЕМНИМ от освещённости зависит не напряжение (которое Вы скорей всего и измеряли), а ток, то есть надо было дать очень большую нагрузку, Ом 10 на глаз.

Ну и у плохих ламп пульсации д.б. 100%.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
хм, интересные подробности.... попробую нагрузить солн.панельку на разные резисторы, гляну что изменится.
показать ответы