Led aydınlatmada ışık titreşir mi?
Aydınlatmada titreşim ve LED ilişkisi son zamanlarda çokça gündeme gelen konulardan birisi oldu. Aydınlatma yaparken kullandığımız en temel enerji ışık kaynağı olduğuna göre biz ışıktaki titreşimlerin aydınlatmada bire bir etkili olduğunu söyleyebiliriz. Işık için titreşim nedir? Sorusuna cevaben ışık kaynakları için temel anlamda titreşimin tarifini yapacak olursak; zamana bağlı olarak ışık miktarlarındaki ani değişimleri veya dalgalanmaları, ışıkta titreşim olarak tanımlayabiliriz.
Titreşen bir ışık kaynağı görmek için buraya tıklayabilirsiniz.
Işıkta titreşimin etkileri
IEEE’nin (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) 2010 yılında yayınladığı “A review of the literature on light flicker: Ergonomics, biological attributes, potential health effects, and methods” adlı makaleden bazı alıntıları paylaşmak istiyorum: Işık kaynağındaki 3 ila 70 Hz (saniyedeki dalgalanma sayısı) tireşimler insan gözü tarafından algılanır ve son derece rahatsız edici olabilir. Hatta ritmik tekrarlayan yanıp sönen ışıklar ve geometrik desenler hassas bireylerde nöbetleri tetikleyebilir, bu oran %0.025 olarak telaffuz ediliyor.
Diğer taraftan, 70-160 Hz aralığında titreşimli ışığa uzun süreli maruz kalan bireylerde dikatlerinin artttığı gözlenmiş. Bu durum bireylerde baş ağrısı ve görme bozukluklarına neden olabiliyor. Bazı deneklerin 200 Hz titreşimi hissettiklerini ifade etseler de, testler 160 Hz den yukarıdaki ışık titreşimlerinin sağlık üzerindeki etkisinin ihmal edilebilir olduğunu göstermiştir.
Işıkta titreşimin tanımlanması
Öncelikle bir tanımlamaya bakmak gerekirse, IESNA’nın (The Illuminating Engineering Society of North America) yayınladığı ‘The IESNA Lighting Handbook’ kitabında maksimum aydınlık seviyesi, minimum aydınlık seviyesi ve ortalam aydınlık seviyeleri kullanılarak titreşim indeksi ve titreşim yüzdeleri hesaplanmıştır. Buna göre yapılan ölçüm ve hesaplamalarla farklı 6 ışık kaynağının titreşim değerleri TABLO 1 de görülmektedir.
Tablo 1 den de görüldüğü gibi bütün yapay ışık kaynaklarında az yada çok ışık titreşimi vardır. Önemli olan frekansı ve titrişim indeksidir. LED ler için konuşacak olursak, LED ışık kaynağının kendisi titreşim üreten bir yapıda değildir, LED ışığındaki titreşim tamamen LED güç kaynağı (LED sürücü) ile alakalıdır. Uygulamalarda kaliteli güç kaynakları seçildiğinde yukarıdaki anlatımlara göre titreşim açısından sorunsuz bir aydınlatma yapılabilir. Çünkü LEDler veya LED modüller doğru akımla çalıştıklarında sorun yoktur. İyi kalite güç kaynakları 25 – 60 Khz (160 hz in çok üzerinde) çalışır ve iyi filtre edilmiş doğru akım çıkışı verirler. LED’ler için DIM üniteleri 300 – 600 Hz arasında çalıştıkları için yine 160 Hz sınır frekansının üzerindedir ve bu açıklamalara göre sorun olmaktan ötedir.
Yeri gelmişken elektronik balast ile çalışan florasan lambalar da tireşim indeksi çok düşük ışık üretmektedirler, çünkü onların elektronik balastları da 25 – 55 Khz frekansında çalışmaktadır.
Bir başka konu ışık titreşiminin yarattığı stroboskopik efekttir, bu efekt ışık titreşimi ile aynı şekilde yüksek frekanslarda gerçekleşmez. Stroboskopik efekt alçak frekanslı ışık titreşimlerinde dönen veya ritmik hareket eden nesnelerin hareketlerinin yanlış algılanma olayıdır. Özellikle bir dönen çark ters dönüyor, yavaş dönüyor bazen de duruyor algısı oluşturabilir. Bunun çözümü de yukarıda anlattığımız şekilde ışıktaki titreşimi çözmekten geçer.
Bununla birlikte hayatımızın büyük bir bölümünde genel aydınlatmanın dışında ışık titreşimlerine maruz kalırız. Örneğin yanan bir şömineden yayılan ışık, TV ler, reklam panoları ve çeşitli cihaz ekranları vb. Bir TV ekranında resim saniyede 50 (bazı modellerde 100) defa değişir, ekran çözünülürlüğü 3 le (3 renk RGB noktaları) çarpımındaki adet kadar noktada anlık değişimler söz konusudur. Yine çevremizde hareker eden cisimler gözümüze gelen ışık miktarlarını her an değişmesine sebep olmaktadır.
Aslına bakarsanız ışığın kendisi bir titreşimdir, mesela gözümüzde bir duyum uyandıran kırmızı ışık 630 nm dalga boyunda yayılan yani 1.578.301 Hz de titreşen bir ışık enerjisi biçimidir.
Videoda olduğu gibi bazı durumlarda titreşen ışıkları da isteriz:
Sonuç olarak ritmik, alçak frekanslı ve uzun süreli ışık titreşimleri dışındaki durumlarda, ışığın titreşimi hayatımızın bir parçasıdır. Önemli olan insanı etkileyebilecek 160 Hz den daha alçak, ritmik ve uzun süreli ışık titreşimlerinden kaçınmaktır.
Can Türk
| #
Merhaba.. öncelikle yazınızı büyük bir zevkle okudum, fakat ledler ile bilgim çok fazla olmadığı için bazı konularda tıkandım. Ben arabalara ilgisi olan biri olduğum için yaklaşık 8 9 ay önce aldığım aracıma bir kaç led alarak başladığım bu serüvene bilgim genişledikçe ilgi duymaya başladım. Cree çip genel olarak ilgimi çekti ve buradan ilerlemeye başladım. aldığım ürünlerde (sinyaller, stop, geri lamba iç aydınlarma) yüksek lümenler gerekmediği için bugüne kadar bir sorun yaşamadım, fakat en sona bıraktığım kısa farlarda (XHP-70 Cree Chip) titreşim sorunu olduğunu fark ettim. Bu sorunu kendimden kaynaklanmış olabileceğini düşünerek ürettiğim tezleri çürüterek veya doğruluyarak bir ilerleme yolu izledim. Bu bakış açısı ile size sorunumu ve izlediğim yolu kısaca aktaracağım. Ürün montajını (Led ve akım dönüştürücü converterlar) gayet dikkatli bir şekilde yaptım ve sorunsuz bir şekilde çalıştığını gördüm. Fakat aracımı çalıştırdığımda titremeler olduğunu fark ettim ve bunun ısınmadan dolayı olabileceğini düşünüp aynı işlemi araç ve çipler soğukken yaptım ve aynı titreşimi tekrar yaşadım. (Titreşimler flaş gibi yanıp sönmeden ziyade çok küçük kıpraşımlarda diyebiliriz) daha sonra araç start stop özelliğine sahip olduğu için kırmızı ışık ve durduğum zamanlarda araba motoru kendini aldığında bu kıpraşımların kesildiğini, motor çalıştığında tekrar başladığını gördüm. Ayrıca evde kendi imkanlarımla denediğim ledler sorunsuz bir şekilde çalışıyorlardı. Bu denemelerden sonra aracın aküsünün start stop özelliğine uygun bir akü olmasının bu sorunu tetikleyip tetiklemediği konusunda yetersiz kaldım. Bu konuda fikrinizi benle paylaşırsanız çok mutlu olacağımı bildirmek isterim. Bunu bir elektrikçiye yaptırmaktansa öğrenerek kendimce güzel bir deneyim kazanmak istiyorum..
cevap…
Ömer Can
| #
Merhaba, öncelikle web sitemize gösterdiğiniz ilgiye teşekkür ederim. LED ürünlerde ışık titreşimi genellikle LED sürücülerden kaynaklanır, LED sürücü devrenizi kontrol etmekte fayda var.
Fatoş Kaya
| #
Merhaba, evde oturma odası yada yatak odasında led avize kullanmak sakıncalı mı? İnsan sağlığına zararlı olmaması için tireşimin 160 hz den az olmaması gerektiğini okudum. Kullandığımız lambaların titreşim özelliğini nasıl öğrenebiliriz?
cevap…
Ömer Can
| #
Merhaba, öncelikle web sitemize gösterdiğiniz ilgiye teşekkür ederim. LED ürünler çoğunlukla DC gerilim ile sürülür ve titreşim yapmazlar, ender durumlarda AC veya PWM gerilim ile sürülür ancak bu durumda çalışama frekansı (Hz) yüksektir. Kullandığınız lambalar ile ilgili en iyi üretici firmadan öğrenebilirsiniz.