LED PWM Dimmen
Puls-Weiten-Modulation – Frequenz und Qualität
LED PWM Dimmen
Wie Puls-Weiten-Modulation LED dimmt und wann es zu Flimmern kommt
Zusammenfassung
PWM dimmt LED durch schnelles Ein-/Ausschalten.Frequenz entscheidet über Flimmern: >3kHz = Premium, >500Hz = gut, <100Hz = Flimmern.Duty Cycle bestimmt Helligkeit.
1. Was ist PWM?
Puls-Weiten-Modulation (PWM) schaltet die LED sehr schnell ein und aus. Das menschliche Auge kann bei hoher Frequenz die Pulse nicht unterscheiden und nimmt ein konstantes Licht mit reduzierter Helligkeit wahr.
Duty Cycle (Tastgrad)
- • 100%: Volle Helligkeit (dauerhaft an)
- • 50%: Halbe Helligkeit (50% an, 50% aus)
- • 10%: 10% Helligkeit
- • 0%: Aus
Vorteil PWM
- • Konstante Farbtemperatur
- • Kein Farbshift bei Dimmen
- • Einfache Elektronik
- • Linearer Dimmverlauf möglich
2. PWM-Frequenz und Flimmern
Die PWM-Frequenz bestimmt, ob das menschliche Auge das Schalten wahrnimmt:
| Frequenz | Qualität | Anwendung |
|---|---|---|
| >3.000 Hz | Premium | Absolut flimmerfrei, Highspeed-Kameras |
| 1.000-3.000 Hz | Sehr gut | Professionelle Beleuchtung |
| 500-1.000 Hz | Gut | Allgemeine Anwendung |
| 100-500 Hz | Grenzwertig | Periphere Wahrnehmung möglich |
| <100 Hz | Flimmern | Sichtbar bei Bewegung, Kopfschmerzen |
⚠️ Stroboskop-Effekt
Bei niedriger PWM-Frequenz erscheinen bewegte Objekte als "eingefrorene" Einzelbilder.Gefahr bei Maschinen! DIN EN 12464-1 fordert SVM <0.4 für Industrieanwendungen.
3. PWM vs. Analog (CCR)
| Aspekt | PWM | Analog (CCR) |
|---|---|---|
| Prinzip | Ein/Aus-Schaltung | Stromreduktion |
| Flimmern | Frequenzabhängig | Flimmerfrei |
| Farbtemperatur | Konstant | Kann shiften bei niedrigem Strom |
| Effizienz | Sehr hoch | Hoch |
| Elektronik | Einfach | Komplexer |
4. Bit-Tiefe bei PWM
Die Bit-Tiefe bestimmt die Anzahl möglicher Helligkeitsstufen:
- 8 Bit: 256 Stufen – Standard
- 12 Bit: 4.096 Stufen – feine Abstufung
- 16 Bit: 65.536 Stufen – professionell, Film/Theater
Wichtig bei niedriger Helligkeit: 8-Bit PWM zeigt bei <5% oft sichtbare Sprünge.
5. Flicker-Metriken
Moderne Normen definieren spezifische Metriken für Flimmern:
- Flicker Index: 0-1, niedriger = besser
- Percent Flicker: 0-100%, niedriger = besser
- SVM (Stroboscopic Visibility Measure): <0.4 für Industrie
- PstLM: Kurzzeit-Flimmerwahrnehmung, <1 empfohlen
Zusammenfassung
- • PWM-Frequenz: >3kHz = Premium, >500Hz = gut
- • Duty Cycle: Bestimmt Helligkeit (0-100%)
- • Bit-Tiefe: 8-16 Bit für feine Abstufung
- • Stroboskop: Gefahr bei <500Hz und Maschinen
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