Infravörös hőmérő alváshoz: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Tehát ez a Lazy Old Geek (L. O. G.) nemrég vásárolt egy IR hőmodult, az MLX90614 -et az AliExpress.com -tól. Lásd a képeket

Ez az azonos típusú érzékelő, amelyet a harmadik képen látható homlok- és fülhőmérőkben használnak. Érintésmentesnek nevezik őket, mert a tényleges érzékelőelem nem igazán érintkezik a bőrrel.

Ezt ki akartam próbálni, hogy megmérjem a bőröm hőmérsékletét alvás közben. Azt hiszem, az általános egyetértés az, hogy alvás közben a testhőmérséklet csökken, majd felkeléskor emelkedik.

Itt egy érdekes cikk:

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

„Amíg el nem éri a legalacsonyabb pontját néhány órával a reggeli ébredés előtt. „

„Mivel a hőmérséklet olyan fontos része annak, hogy meghatározzuk, mikor alszunk el, érdekes, hogy a gyors szemmozgás (REM) alvás során az agy hőmérsékletszabályozó sejtjei kikapcsolnak, és a testhőmérsékletét az határozza meg, hogy milyen meleg vagy hűvös a hálószobája.”

Itt egy másik:

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

„A kora esti testhőmérséklet csúcspontjától az ébredés előtti legalacsonyabb pontig a test belső hőmérsékletének 2 Fahrenheit fokos csökkenését tapasztalja.

Mind az agy, mind a test hőmérséklete csökken az NREM alvás során. Minél hosszabb az NREM-alvási epizód, annál jobban csökken a hőmérséklet. Ezzel szemben az agy hőmérséklete emelkedik a REM alvás során. A test és az agy hőmérsékletének szabályozása szorosan kapcsolódik az alvásszabályozáshoz.”

Így egész éjszaka meg akartam mérni a testhőmérsékletemet.

Lépés: Tervezzen infravörös hőmérőt

Úgy tervezem, hogy MLX90614 infravörös hőmérséklet -érzékelőt használok távtartóval, hogy a bőrtől való távolság állandó maradjon. Tehát alvás közben CPAP maszkot hordok, és rögzítem hozzá az infravörös érzékelőt. (Valószínűleg csak fejpántot használhat.) Az ideális hely (látszólag) a temporális artéria, de engem inkább a hőmérsékletváltozás érdekel, mint a tényleges hőmérséklet.

Az infravörös érzékelő rögzített időközönként tárolja az információkat az éjszaka folyamán (30 másodperccel kezdtem, de most 5 percet használok). Az MLX90614 az érzékelő környezeti hőmérsékletét is méri.

DHT22 hőmérséklet/páratartalom érzékelőt is fogok használni a környezeti feltételek megfigyelésére. Az adatok microSD kártyára kerülnek.

A DS3231 RTC (valós idejű óra) nyomon követi az időt.

Eszközinformációk:

MLX90614 IR hőmérséklet érzékelő

Feszültség: 3V (van 5V -os verzió is)

Interfész: I2C (SCL/SDA)

Arduino könyvtár: Adafruit könyvtár

DS3231 RTC valós idejű óra

Feszültség: 3,3-5,5V

Interfész: I2C (SCL/SDA)

Jellemzők: akkumulátor feltöltése

Arduino könyvtár:

microSD adapter

Feszültség: 3.3V (módosított)

Felület: SPI (SCK/MISO/MOSI/CS)

Jellemzők: szintváltó IC

Arduino könyvtár: SPI

DHT22

Feszültség: 3,3-6V

Interfész: digitális egyvezetékes busz

Jellemzők:

Arduino könyvtár: adafruit/DHT-szenzor-könyvtár

3.3V Micro Pro Arduino

Feszültség 3.3V

Jellemzők: ATmega32U4 mikrovezérlő

MÓDOSÍTÁS: DS3231

A megvásárolt AliExpress modult állítólag egy újratölthető LIR2032 akkumulátorra tervezték. A töltőkör nem működik. Kipróbáltam. Körülbelül egy nap múlva az akkumulátor lemerült.

Némi keresgélés után az interneten találtam ezt a cikket:

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

Egyetértek ezzel az elemzéssel, de úgy gondoltam, hogy az LIR2032 megfelelően, de nem túlzottan tölt. Tévedtem. A DS3231-esem ugyan ZS-042-ként is meg van jelölve, mint a cikkben, de kissé más volt, mint az övé, de majdnem ugyanaz. Így leforrasztottam a képen látható diódát, és beraktam egy CR2032 elemet. A dióda nélkül a modul nem próbálja feltölteni az akkumulátort. Most a DS3231 a kikapcsolt áramellátás mellett is tartja a megfelelő időt, és az akkumulátornak sok évig jónak kell lennie.

MÓDOSÍTÁS: microSD adapter

Tehát ezt a microSD adaptert az AliExpress.com -ról vettem. 5 V -os mikrokontrollerrel való működésre tervezték, és még szintváltó IC -t is tartalmaz. Alkalmazásomhoz 3,3 V -os tápot használok, ezért rövidre zártam a bemenetet a feszültségszabályozó kimenetére. (Úgy tűnik, hogy a szintváltó 3,3 V -os jelekkel jól működik). A 3.3V -os átalakításokat sárga körömlakkal jelzem. Vázlat mellékelve.

2. lépés: Hardver

HARDVER:

Jelenleg ezt inkább megvalósíthatósági tanulmánynak tartom, ezért a sematikát megterveztem, és az áramkört vázlatosan elhelyeztem. A második kép a főbb részeket mutatja.

3. lépés: IR és maszk

Az infravörös érzékelőhöz, az MLX90614 -hez egy 4 vezetékes kábelt építettem a kenyértáblához való csatlakoztatáshoz. Az infravörös érzékelőhöz egy távtartót meleg ragasztóval ragasztottam. Az érzékelő körülbelül 2 mm -re van a távtartó szélétől.

Az infravörös érzékelő hátoldalához ragasztó tépőzárat rögzítettem. A CPAP maszkom oldalára egy tapadó tépőzárat rögzítettem. Most az infravörös érzékelő a helyén van a tépőzárral. A CPAP maszk a bőrömhöz tartja.

FYI: A képek óta az érzékelőt a jobb oldalra helyeztem, mivel általában a bal oldalamon fekszem, és kényelmetlen volt.

Elhelyezkedés: A homlokhőmérőt, amelyet időnként artériás hőmérőnek is neveznek, feltehetően a homlokon kell söpörni:

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

A mellékelt kép erről a weboldalról származik.

Most sejtem, hogy az infravörös érzékelőm inkább a 12 -es vagy 14 -es helyen van, de a célom szempontjából nem érdekel a tényleges hőmérséklet. Leginkább az időbeli hőmérsékletváltozások érdekelnek, így a hely nem lehet kritikus.

4. lépés: Arduino szoftver

A vázlat a DS3231 -et használja az idő megmondására. A vázlatnak van egy kezdési ideje (felvétel indítása), leállítási ideje és rögzítési intervalluma. CSV (vesszővel elválasztott érték) fájlba rögzíti a dátumot, az órát (tizedes), a DHT22 hőmérsékletet, az RH -t, az MLX90614 környezeti hőmérsékletet és az IR hőmérsékletét. (A Microsoft Excel segítségével olvasom ezt a fájlt)

A nyári időszámítás problémát jelentett számomra. JChristensen a következővel találkozott:

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

github.com/JChristensen/Timezone

Ennek használatához először be kell állítania az RTC -t UTC -re (Coordinated Universal Time), ez az idő Greenwichben, Angliában. Nos, nem tudtam, hogyan kell ezt megtenni, de megtaláltam ezt a cikket:

www.justavapor.com/archives/2482

Átírta hegyi időre (mellékelve) UTCtoRTC.ino

Ez a DS3231 -et UTC időre állítja, 6 órával később, mint a hegyi idő

Aztán beépítettem az időzónát a vázlatomba. Őszintén szólva nem teszteltem, így csak feltételezve, hogy működik.

Szoftver/hardver beállítása

További könyvtárak szükségesek:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

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

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

Helyezzen be CR2032 elemet a DS3231 RTC -be. Csatlakozás a 3.3V -os Arduino Pro Micro -hoz.

Futtassa az UTC -t az RTC.ino -hoz. Ezzel a DS3231 -et UTC -re (Greenwichi középidő) állítja.

Formázzon egy microSD kártyát. Windows -t használok, a formátum FAT32. Helyezze be a microSD kártya adapterébe.

Állítsa be és csatlakoztassa az infravörös érzékelőt.

Vázlat betöltése, Infrared.ino

Egy éjszaka után eltávolíthatja a microSD -kártyát, és csatlakoztathatja a számítógéphez.

A Night.csv Excel segítségével nyitható meg (a Libre Office segítségével is megnyitható (ingyenes))

5. lépés: Tesztelés és következtetés

MS Excel -el olvastam a microSD kártyát. A táblázatban létrehozok egy másik oszlopot Differencia néven, ami az IRTemp -96. Ez mutatja a hőmérséklet változását 96F körül. Ezután létrehozok egy diagramot az óra használatával, tizedes számban a különbséghez képest. A diagram az éjszakai hőmérsékletváltozást mutatja (nem a tényleges hőmérsékletet).

Aug18 -ra a fájlokat és a diagramot is hozzáfűztem a megjegyzéseimhez.

Egyesek szerint a tipikus éjszaka az, amikor a hőmérséklet néhány órával az ébredés előtt leesik, amikor ismét emelkedni kezd. Úgy tűnik, a diagram ezt a mintát követi.

Érdekesebbnek tartom azokat az időket, amikor mászni kezd, ami valójában REM alvás lehet. Vannak alvási adataim a Withings alvószőnyegről ugyanazon az éjszakán, amely azt mondja, hogy REM -alvásban voltam 03:15 és 4:50 között. Ez szorosan megfelel az infravörös grafikonnak, amikor kissé emelkedett. A Withing REM -et is mutat 1:30 és 2 között, ami nem olyan széles, mint az IR.

Figyelmeztetés: Ez egyáltalán nem egyezik a Fitbit vagy a Go2Sleep gyűrűmmel.

Aug19 -re a táblázatot megjegyzésekkel mellékeltem. Ez egy szokatlan éjszaka volt, amikor nyitva volt az ablakom, de körülbelül 10 mérföldnyire vad tűz lobbant füstben és hamuban. Amikor lefeküdtem, a meleg oldalon voltam, és nem aludtam túl jól.

KÖVETKEZTETÉS:

Úgy tűnik tehát, hogy a beállításom azt teszi, amit akartam.

Különösen örülök, hogy lehetséges kapcsolatot látok az infravörös hőmérséklet és a REM alvás között, és további vizsgálatokat tervezek.