מד חום IR לשינה: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

אז החנון העצלן הזה (L. O. G.) רכש לאחרונה מודול תרמי IR, MLX90614 מ- AliExpress.com. תראה תמונות

זהו אותו סוג של חיישן המשמש במדחמי המצח והאוזן המוצגים בתמונה השלישית. הם נקראים ללא מגע, כי אלמנט החיישן בפועל לא ממש יוצר קשר עם העור.

רציתי לנסות זאת כדי למדוד את חום העור שלי כשאני ישן. אני חושב שהקונצנזוס הכללי הוא שחום הגוף שלך יורד כשאתה ישן, ואז עולה ככל שאתה מתעורר.

להלן מאמר מעניין:

www.sleep.org/does-your-body-temperature-c…

"עד שהוא מגיע לנקודה הנמוכה ביותר כמה שעות לפני שאתה מתעורר בבוקר."

מכיוון שהטמפרטורה היא חלק כה חשוב בקביעת מתי אנו נרדמים, מעניין כי במהלך שנת תנועות עיניים מהירות (REM), התאים המווסתים את הטמפרטורה של המוח שלך נכבים ומאפשרים לטמפרטורת גופך להיקבע לפי מידת החום או הקירור של חדר השינה שלך.”

הנה עוד אחד:

www.tuck.com/thermoregulation/#:~:text=Wha…

משיא טמפרטורת הגוף שלך בשעות הערב המוקדמות ועד לנקודה הנמוכה ביותר רגע לפני ההתעוררות, אתה חווה ירידה בטמפרטורת הגוף המרכזית של 2 מעלות פרנהייט.

הטמפרטורה של המוח ושל הגוף יורדת במהלך שנת NREM. ככל שהפרק שינה- NREM ארוך יותר כך הטמפרטורה יורדת. לעומת זאת, טמפרטורת המוח עולה במהלך שנת REM. השליטה בטמפרטורת הגוף והמוח קשורה קשר הדוק לוויסות שינה.

אז רציתי למדוד את חום הגוף שלי לאורך כל הלילה.

שלב 1: עיצוב מדחום IR

העיצוב שלי הוא להשתמש בחיישן טמפ 'MLX90614 IR עם מרווח כך שהמרחק מהעור יישאר קבוע. אז אני לובש מסיכת CPAP לשינה ואצמיד אליה את חיישן ה- IR. (כנראה שאתה יכול פשוט להשתמש בסרט). המיקום האידיאלי הוא (כנראה) העורק הזמני אך אני מעוניין יותר בשינוי הטמפרטורה ולא בטמפרטורה בפועל.

חיישן ה- IR יאחסן מידע במרווחים קבועים לאורך כל הלילה (התחלתי עם 30 שניות, אך כעת אני משתמש בחמש דקות). ה- MLX90614 מודד גם את טמפרטורת הסביבה של החיישן.

אשתמש גם בחיישן טמפרטורה/לחות DHT22 כדי לפקח על תנאי החדר. הנתונים יישמרו בכרטיס microSD.

DS3231 RTC (שעון בזמן אמת) יעקוב אחר הזמן.

מידע על המכשיר:

חיישן טמפ 'MLX90614 IR

מתח: 3V (יש גם גרסה של 5V)

ממשק: I2C (SCL/SDA)

ספריית Arduino: ספריית Adafruit

שעון בזמן אמת DS3231 RTC

מתח: 3.3-5.5V

ממשק: I2C (SCL/SDA)

תכונות: גיבוי סוללה

ספריית Arduino:

מתאם microSD

מתח: 3.3V (שונה)

ממשק: SPI (SCK/MISO/MOSI/CS)

תכונות: IC ממיר רמות

ספריית ארדואינו: SPI

DHT22

מתח: 3.3-6V

ממשק: אוטובוס חד חוט דיגיטלי

מאפיינים:

ספריית Arduino: ספריית adafruit/DHT-sensor

3.3V מיקרו פרו ארדואינו

מתח 3.3V

תכונות: מיקרו -בקר ATmega32U4

שינוי: DS3231

מודול AliExpress שקניתי אמור להיות מיועד לשימוש בסוללה נטענת, LIR2032. מעגל הטעינה אינו פועל. ניסיתי את זה. כעבור יום בערך הסוללה התרוקנה.

ובכן לאחר חיפושים באינטרנט, מצאתי את המאמר הבא:

www.onetransistor.eu/2019/07/zs042-ds3231-…

אני מסכים עם ניתוח זה אבל חשבתי ש- LIR2032 יגבה כראוי אך לא בצורה מוגזמת. טעיתי. ה- DS3231 שלי למרות שסומן גם כ- ZS-042 כמו במאמר היה מעט שונה מזה שלו אך כמעט אותו דבר. אז פתחתי את הדיודה הנראית בתמונה והתקנתי סוללת CR2032. ללא הדיודה המודול לא ינסה לטעון את הסוללה. כעת ה- DS3231 מחזיק את הזמן הנכון גם כאשר החשמל מנותק והסוללה אמורה להיות טובה לשנים רבות.

שינוי: מתאם microSD

אז קניתי מתאם microSD זה מ- AliExpress.com. הוא נועד לפעול עם מיקרו -בקר 5V ואפילו כולל IC משמרת רמות. ליישום שלי אני משתמש בהספק 3.3V ולכן קיצרתי את הקלט ליציאה של ווסת המתח. (נראה כי מחלף הרמות עובד תקין עם אותות 3.3V). אני מסמן המרות 3.3V עם לק צהוב. מצורף סכמטי.

שלב 2: חומרה

חוּמרָה:

כרגע אני רואה בזה יותר מחקר היתכנות ולכן תכננתי את סכמטי ולוח המעגל לפי סכמטי. התמונה השנייה מציגה את החלקים העיקריים.

שלב 3: IR ומסכה

עבור חיישן ה- IR, MLX90614, בניתי כבל בעל 4 חוטים לחיבורו ללוח הלחם. הדבקתי חם מרווח לחיישן ה- IR. החיישן נמצא כ -2 מ מ מקצה המרווח.

צירפתי פיסת סקוטש דביקה לחלק האחורי של חיישן ה- IR. בצד מסכת ה- CPAP שלי צירפתי פס סקוטש דבק המתאים. כעת חיישן ה- IR מוחזק במקומו בעזרת הוולקרו. מסכת ה- CPAP מחזיקה אותה על העור שלי.

לידיעתך: מאז התמונות האלה, העברתי את החיישן לצד ימין, מכיוון שאני בדרך כלל שוכב על צד שמאל וזה לא היה נוח.

מיקום: מדחום המצח, המכונה לעתים מדחום עורק זמני אמור להיסחף על פני המצח:

www.researchgate.net/figure/Scanning-the-t…

התמונה המצורפת היא מאתר אינטרנט זה.

עכשיו אני מנחש שחיישן ה- IR שלי נמצא יותר במיקום 12 או 14, אך למטרותיי לא אכפת לי מהטמפרטורה. אני מעוניין בעיקר בשינויי טמפרטורה לאורך זמן ולכן המיקום לא צריך להיות קריטי.

שלב 4: תוכנת Arduino

המערכון משתמש ב- DS3231 כדי לספר את הזמן. למערכון יש זמן התחלה (התחל להקליט), זמן עצירה ומרווח הקלטות. הוא רושם את התאריך, שעה (עשרוני), טמפרטורת DHT22, RH, טמפרטורת הסביבה MLX90614 וטמפרטורת IR לקובץ CSV (ערך מופרד בפסיקים). (אני משתמש ב- Microsoft Excel כדי לקרוא קובץ זה)

שעון הקיץ היווה בעיה בשבילי. נתקלתי בדברים הבאים של JChristensen:

forum.arduino.cc/index.php?topic=96891.0

github.com/JChristensen/Timezone

כדי להשתמש בזה, תחילה עליך להגדיר את ה- RTC ל- UTC (זמן אוניברסלי מתואם), זה הזמן בגריניץ ', אנגליה. ובכן, לא ידעתי כיצד לעשות זאת אך מצאתי את המאמר הבא:

www.justavapor.com/archives/2482

כתוב אותו מחדש לזמן ההר (מצורף) UTCtoRTC.ino

זה מגדיר את DS3231 לזמן UTC 6 שעות מאוחר יותר משעה ההר

אחר כך שילבתי את אזור הזמן בסקיצה שלי. למען האמת, לא בדקתי את זה אז רק בהנחה שזה עובד.

התקנת תוכנה/חומרה

דרושות ספריות נוספות:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

github.com/adafruit/Adafruit-MLX90614-Libr…

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

התקן סוללת CR2032 ב- RTC DS3231. התחבר ל- 3.3v Arduino Pro Micro.

הפעל UTC ל- RTC.ino. זה מגדיר את ה- DS3231 ל- UTC (זמן ממוצע של גריניץ ').

פרמט כרטיס microSD. אני משתמש ב- Windows, הפורמט הוא FAT32. הכנס אותו למתאם כרטיס ה- microSD.

התקן וחבר את חיישן ה- IR.

טעינת סקיצה, Infrared.ino

לאחר לילה אתה יכול להסיר את כרטיס ה- microSD ולחבר אותו למחשב.

ניתן לפתוח את Night.csv באמצעות Excel (יש דרך לפתוח אותו עם Libre Office (בחינם))

שלב 5: בדיקה ומסקנה

קראתי את כרטיס ה- microSD בעזרת MS Excel. בגיליון האלקטרוני, אני יוצר עמודה נוספת בשם Difference שהיא ה- IRTemp -96. זה מראה את השונות בטמפרטורה סביב 96F. לאחר מכן אני יוצר תרשים בעזרת השעה בעשרוני לעומת ההפרש. התרשים מציג את שינוי הטמפרטורה לאורך כל הלילה (לא הטמפרטורות בפועל).

עבור 18 באוגוסט, כללתי את הקובץ ואת התרשים עם הערותיי.

יש הטוענים שהלילה הטיפוסי הוא כשהטמפרטורה יורדת עד כמה שעות לפני ההתעוררות כשהיא מתחילה לעלות שוב. נראה שהתרשים עוקב אחר דפוס זה.

מה שאני מוצא יותר מעניין הוא הזמנים שבהם הוא מתחיל לטפס שיכול להיות בעצם שנת REM. יש לי נתוני שינה ממזרן השינה של Withings לאותו לילה שאומר שהייתי בשנת REM מ -3: 15 עד 4:50 בבוקר. זה תואם מאוד את גרף ה- IR כאשר הוא עלה מעט. ה- Withing מציג גם REM מ -1: 30 עד 2 שהוא לא ממש רחב כמו תוכניות IR.

אזהרה: הדבר אינו תואם כלל את Fitbit שלי או את טבעת ה- Go2Sleep שלי.

עבור 19 באוגוסט כללתי את התרשים עם הערות. זה היה לילה יוצא דופן כיוון שהחלונות שלי היו פתוחים אבל הייתה שריפה פראית במרחק של כ -10 קילומטרים נושבת בעשן ואפר. כשהלכתי לישון, הייתי בצד החם ולא ישנתי טוב.

סיכום:

אז נראה שההתקנה שלי עושה מה שרציתי שהיא תעשה.

אני שמח במיוחד לראות קשר אפשרי בין טמפ 'IR לשינה REM ומתכנן לבצע בדיקות נוספות.