¿Por qué las luces LED parpadean cuando se ven desde una cámara?

Un efecto de luz estroboscópica es un parpadeo perceptible en luces LED que aparentemente funcionan perfectamente cuando se ven a través de una cámara.

¿Alguna vez ha visto una bombilla LED que hace una imagen parpadeante en su cámara, pero funciona normalmente cuando se ve directamente?

Si no es así, pruebe este sencillo experimento. Encienda la cámara de su teléfono inteligente y apúntela hacia una fuente de luces LED. Si tiene un automóvil con luces de circulación diurna, este extraño fenómeno se puede observar fácilmente cuando se ve a través de la cámara de un teléfono inteligente.

Las luces LED parpadean a velocidades que son imperceptibles para el ojo humano.

Como periodista aficionado a la automoción, me he encontrado con varios fotógrafos que se arrancan el pelo con fastidio cuando las luces de un coche parecen parpadear. Por frustrante que sea para los fotógrafos que buscan capturar hermosas tomas de sus elegantes atracciones, se explica simplemente como un conflicto de dos fenómenos.

¿Qué es el efecto estroboscópico?

Si hojeara sus viejos libros de física, se encontraría con una tendencia humana conocida como la “persistencia de la visión”. Seguimos percibiendo las cosas, incluso cuando dejan de estar frente a nosotros. Esto da como resultado que podamos ver los eventos como continuos, en lugar de un conjunto de imágenes fijas discretas.

Efecto estroboscópico

Las imágenes en movimiento son un conjunto de tomas fijas que parecen fluidas para el ojo humano, debido a nuestra persistencia de la visión (Crédito de la foto: Pixabay)

Los LED se encienden y apagan a una frecuencia muy alta que es imperceptible para el ojo humano. Debido a esto, vemos que las luces están ENCENDIDAS, hasta que realmente apagamos el interruptor.

Del mismo modo, los videos son en realidad una serie de imágenes capturadas en rápida sucesión. Estas imágenes se capturan a una velocidad vertiginosa medida en fotogramas por segundo o FPS. Cuando se juega en conjunto, esta persistencia de la visión engaña a nuestro cerebro para que vea los eventos en la pantalla como un movimiento fluido continuo.

Cuando el FPS excede la frecuencia de cambio de LED, el parpadeo se muestra en la pantalla como un mal funcionamiento aparente. Esto se conoce como efecto estroboscópico.

¿Por qué los LED se encienden y apagan en primer lugar?

El parpadeo se refiere al cambio rápido de un LED entre sus estados de encendido y apagado. Si parpadean o no, depende de la naturaleza de la corriente que se les suministre.

Los LED que parpadean generalmente lo hacen a velocidades imperceptiblemente altas y, por lo tanto, no son visibles a simple vista. Por lo tanto, puede estar seguro de que cualquier parpadeo visible en la cámara es, de hecho, la luz que funciona normalmente. El único parpadeo que debería ser motivo de preocupación es cuando es visible a simple vista.

Sin embargo, decir que parpadean en todo momento mientras están en funcionamiento es una afirmación muy amplia.

Suministro de corriente continua (DC)

Bombilla LED conectada a una batería tipo botón que se ilumina en color púrpura

Una celda de moneda es una fuente de corriente continua que mantiene el LED ‘encendido’ en todo momento a menos que el circuito esté roto (Crédito de la foto: Pixel Enforcer / Shutterstock)

Cuando se suministra corriente continua a un LED, digamos por medio de una batería; los electrones en el diodo están siempre en un estado energizado. Debido a esto, siguen liberando energía luminosa y permanecen encendidos, hasta que se rompe el circuito.
Un LED suministrado por una fuente de CC no parece parpadear cuando se ve en la cámara.

Suministro de corriente alterna (CA)

La corriente alterna se suministra normalmente a partir de fuentes como enchufes de pared. Por su naturaleza, una corriente alterna se enciende dos veces y se apaga 3 veces en un ciclo. Por lo tanto, los electrones energizados regresan a sus capas 3 veces gastando toda su energía en forma de luz, solo para ser energizados nuevamente. Debido a esto, una luz LED conectada directamente a un suministro de corriente alterna parecería parpadear en un video.

Las luces LED están conectadas a controladores que convierten CA en CC

Las luces LED están conectadas a controladores que convierten CA en CC (Crédito de la foto: flickr)

Sin embargo, no es factible conectar los LED directamente a las corrientes de CA, ya que su vida se reduce drásticamente debido a los ciclos entre estados. Por lo tanto, están conectados a reguladores conocidos como “controladores”, que convierten CA en CC, antes de enviarlos a la luz. Un LED que funciona a través de un controlador no parpadea.

Modulación de ancho de pulso

Recreando una onda sinusoidal con un PWM

La modulación de la onda de pulso (rojo) rompe la entrada de energía continua (azul) en paquetes discretos (Crédito de la foto: Shutterstock)

Con la evolución de la tecnología de transmisión, el parpadeo de las luces LED en la cámara no se puede atribuir solo a la fuente de alimentación de CA o CC.

Es posible que las luces LED alimentadas por controladores muestren parpadeo. Para lograr una reducción en el consumo de energía, la fuente de alimentación se puede agrupar en pulsos discretos de corriente, en lugar de una fuente de alimentación continua. Esto da como resultado un parpadeo similar al observado en la corriente alterna. Esto se conoce como modulación por ancho de pulso. La modulación de ancho de pulso se emplea comúnmente en la atenuación de luces y luces de circulación diurna de automóviles.

¿Se puede detener el parpadeo?

Sería muy inútil detener el parpadeo en sí; sin embargo, lo que intentamos eliminar es el irritante efecto estroboscópico.

Si bien eliminar el efecto estroboscópico es una tarea de increíble precisión, se reduce fácilmente ajustando la velocidad del cuadro y la velocidad del obturador a múltiplos de la frecuencia de la corriente CA.

Excepto en Estados Unidos, la corriente alterna se suministra a una velocidad de 50 Hz, lo que implica que la corriente cambiará su estado entre encendido y apagado 50 veces en un segundo.

Al ajustar los parámetros de la cámara, es decir, la velocidad de obturación y la velocidad de fotogramas a valores que son múltiplos o fracciones de 50, se puede lograr una reducción significativa en el efecto estroboscópico.

Algunos LED son proporcionados por controladores que pueden ajustar el parpadeo ajustando su ciclo de encendido / apagado. Al ajustar su velocidad de parpadeo para superar la velocidad de fotogramas de la cámara, el efecto estroboscópico se puede eliminar de forma eficaz.

¿Las bombillas incandescentes también parpadean?

Al igual que los LED, las bombillas de filamento también se encienden y apagan con la agonía de la corriente alterna. Dicho eso; el filamento dentro de la bombilla no se enfría lo suficiente durante el estado “apagado” de una manera que se mostraría de manera significativa en la cámara.

Si bien las bombillas incandescentes también se encienden y apagan, su filamento (naranja) no se enfría lo suficiente como para exhibir un efecto estroboscópico

Si bien las bombillas incandescentes también se encienden y apagan, su filamento (naranja) no se enfría lo suficiente como para exhibir el efecto estroboscópico (Crédito de la foto: veinte20)

Por lo tanto, no sería posible ver las bombillas incandescentes parpadear en la cámara.

Por lo tanto, la próxima vez que vea los LED parpadeando en el video, sabrá que no debe sacarlos de sus carcasas con frustración por tener que repararlos. Después de todo, ¿por qué reparar algo que no está roto en primer lugar?