IR termometras miegui: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Taigi šis „Lazy Old Geek“(L. O. G.) neseniai iš AliExpress.com įsigijo IR šilumos modulį MLX90614. Žiūrėti paveikslėlius

Tai yra to paties tipo jutikliai, naudojami kaktos ir ausų termometruose, parodytuose trečiame paveikslėlyje. Jie vadinami nekontaktiniais, nes tikrasis jutiklio elementas tikrai nesiliečia su oda.

Norėjau tai išbandyti, kad išmatuotų odos temperatūrą miegant. Manau, kad bendras sutarimas yra tas, kad miegant jūsų kūno temperatūra nukrinta, o pabudus pakyla.

Štai įdomus straipsnis:

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

„Kol jis pasieks žemiausią tašką porą valandų prieš pabudimą ryte. “

„Kadangi temperatūra yra tokia svarbi dalis, kai nustatome, kada užmiegame, įdomu tai, kad greito akių judesio (REM) miego metu jūsų smegenų temperatūrą reguliuojančios ląstelės išsijungia ir leidžia jūsų kūno temperatūrai nustatyti pagal tai, kaip šilta ar vėsu jūsų miegamasis. “

Štai kitas:

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

„Nuo ankstyvo vakaro kūno temperatūros piko iki žemiausios vietos prieš pat pabudimą jūsų kūno temperatūra sumažėja 2 laipsniais Farenheito.

NREM miego metu sumažėja tiek smegenų, tiek kūno temperatūra. Kuo ilgesnis NREM miego epizodas, tuo labiau temperatūra krinta. Priešingai, smegenų temperatūra pakyla REM miego metu. Kūno ir smegenų temperatūros kontrolė yra glaudžiai susijusi su miego reguliavimu “.

Taigi aš norėjau išmatuoti savo kūno temperatūrą visą naktį.

1 žingsnis: suprojektuokite IR termometrą

Mano dizainas yra naudoti MLX90614 IR temperatūros jutiklį su tarpikliu, kad atstumas nuo odos išliktų pastovus. Taigi aš miegui nešioju CPAP kaukę ir prie jos pritvirtinu IR jutiklį. (Tikriausiai galėtumėte naudoti galvos lankelį). Ideali vieta (matyt) yra laikinoji arterija, bet mane labiau domina temperatūros pokyčiai, o ne tikroji temperatūra.

Infraraudonųjų spindulių jutiklis visą naktį saugo informaciją (aš pradėjau nuo 30 sekundžių, bet dabar naudoju 5 minutes). MLX90614 taip pat matuoja jutiklio aplinkos temperatūrą.

Aš taip pat naudosiu DHT22 temperatūros/drėgmės jutiklį, norėdamas stebėti aplinkos sąlygas. Duomenys bus saugomi „microSD“kortelėje.

DS3231 RTC (realiojo laiko laikrodis) stebės laiką.

ĮRENGINIO INFORMACIJA:

MLX90614 IR temperatūros jutiklis

Įtampa: 3V (taip pat yra 5V versija)

Sąsaja: I2C (SCL/SDA)

„Arduino“biblioteka: „Adafruit“biblioteka

DS3231 RTC realaus laiko laikrodis

Įtampa: 3.3-5.5V

Sąsaja: I2C (SCL/SDA)

Savybės: atsarginė baterija

„Arduino“biblioteka:

„microSD“adapteris

Įtampa: 3.3V (modifikuota)

Sąsaja: SPI (SCK/MISO/MOSI/CS)

Savybės: lygio keitiklio IC

„Arduino“biblioteka: SPI

DHT22

Įtampa: 3.3-6V

Sąsaja: skaitmeninė vieno laido magistralė

Funkcijos:

„Arduino“biblioteka: adafruit/DHT-sensor-library

3.3V „Micro Pro Arduino“

Įtampa 3.3V

Savybės: mikrovaldiklis ATmega32U4

PAKEITIMAS: DS3231

Mano įsigytas „AliExpress“modulis turėtų būti skirtas įkraunamai baterijai LIR2032. Įkrovimo grandinė neveikia. Išbandžiau. Maždaug po paros baterija buvo išsikrovusi.

Gerai paieškojęs internete radau šį straipsnį:

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

Sutinku su šia analize, bet maniau, kad LIR2032 įkraus tinkamai, bet ne per daug. Aš buvau neteisus. Mano DS3231, nors taip pat pažymėtas kaip ZS-042, kaip ir straipsnyje, buvo šiek tiek kitoks nei jo, bet beveik tas pats. Taigi išlydžiau paveikslėlyje matomą diodą ir įdėjau CR2032 bateriją. Be diodo modulis nebandys įkrauti akumuliatoriaus. Dabar DS3231 laiko tinkamą laiką net ir atjungęs maitinimą, o baterija turėtų būti gera daugelį metų.

PAKEITIMAS: „microSD“adapteris

Taigi aš nusipirkau šį „microSD“adapterį iš „AliExpress.com“. Jis sukurtas veikti su 5 V mikrovaldikliu ir netgi apima lygio perjungimo IC. Savo programai naudoju 3,3 V maitinimą, todėl sutrumpinau įvestį iki įtampos reguliatoriaus išvesties. (Atrodo, kad lygio perjungiklis veikia gerai su 3,3 V signalais). 3.3V konversijas žymiu geltonu nagų laku. Schema pridedama.

2 žingsnis: Aparatūra

Aparatūra:

Šiuo metu aš tai laikau labiau galimybių studija, todėl suplanavau schemą ir pagal schemą sujungiau grandinę. Antroje nuotraukoje parodytos pagrindinės dalys.

3 žingsnis: IR ir kaukė

IR jutikliui, MLX90614, aš pastatiau 4 laidų kabelį, kad jį prijungčiau prie duonos lentos. Prie IR jutiklio karštai priklijavau tarpiklį. Jutiklis yra maždaug 2 mm atstumu nuo tarpiklio krašto.

Prie IR jutiklio užpakalinės dalies pritvirtinau lipnią Velcro detalę. Ant savo CPAP kaukės šono pritvirtinau lipnią Velcro juostelę. Dabar IR jutiklis laikomas vietoje su Velcro. CPAP kaukė prilaiko ją prie mano odos.

FYI: Nuo šių nuotraukų aš jutiklį perkeliau į dešinę pusę, nes aš paprastai guliu ant kairės pusės ir man buvo nepatogu.

Vieta: Kaktos termometras, kartais vadinamas laikinosios arterijos termometru, turėtų būti braukiamas per kaktą:

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

Pridėta nuotrauka yra iš šio tinklalapio.

Dabar aš spėju, kad mano IR jutiklis yra daugiau 12 ar 14 vietoje, bet mano tikslais man nerūpi faktinė temperatūra. Mane labiausiai domina temperatūros pokyčiai laikui bėgant, todėl vieta neturėtų būti kritinė.

4 žingsnis: „Arduino“programinė įranga

Eskizas naudoja DS3231 laiką. Eskizas turi pradžios laiką (įrašymo pradžią), sustabdymo laiką ir įrašymo intervalą. Ji įrašo datą, valandą (dešimtaine dalimi), DHT22 temperatūrą, RH, MLX90614 aplinkos temperatūrą ir IR temperatūrą į CSV (kableliais atskirtą vertę) failą. (Aš naudoju „Microsoft Excel“šiam failui skaityti)

Vasaros laikas man buvo problema. Aš susidūriau su šiais JChristensen:

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

github.com/JChristensen/Timezone

Norėdami tai naudoti, pirmiausia turite nustatyti RTC į UTC (Coordinated Universal Time), tai laikas Grinviče, Anglijoje. Na, aš nežinojau, kaip tai padaryti, bet radau šį straipsnį:

www.justavapor.com/archives/2482

Perrašė jį Kalnų laiku (pridedama) UTCtoRTC.ino

DS3231 nustatomas UTC laikas 6 valandomis vėliau nei kalnų laikas

Tada aš įtraukiau laiko juostą į savo eskizą. Tiesą pasakius, aš to neišbandžiau, todėl tik darau prielaidą, kad tai veikia.

Programinės įrangos/techninės įrangos sąranka

Reikalingos papildomos bibliotekos:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

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

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

Įdėkite CR2032 bateriją į DS3231 RTC. Prisijunkite prie 3.3 V „Arduino Pro Micro“.

Paleiskite UTC į RTC.ino. Taip DS3231 nustatomas UTC (Grinvičo laikas).

Formatuokite „microSD“kortelę. Aš naudoju „Windows“, formatas yra FAT32. Įdėkite jį į „microSD“kortelės adapterį.

Nustatykite ir prijunkite IR jutiklį.

Įkelti eskizą, Infrared.ino

Po nakties galite išimti „microSD“kortelę ir prijungti ją prie kompiuterio.

„Night.csv“galima atidaryti naudojant „Excel“(yra būdas jį atidaryti naudojant „Libre Office“(nemokama))

5 žingsnis: bandymai ir išvados

Skaičiau „microSD“kortelę su „MS Excel“. Skaičiuoklėje sukuriu kitą stulpelį, pavadintą Skirtumas, kuris yra IRTemp -96. Tai rodo temperatūros svyravimus apie 96F. Tada aš sukuriu diagramą, naudodamas valandą dešimtaine dalimi, palyginti su skirtumu. Diagrama rodo temperatūros pokyčius visą naktį (ne faktinę temperatūrą).

Rugpjūčio 18 d. Į komentarus įtraukiau failą ir diagramą.

Kai kurie mano, kad įprasta naktis yra tada, kai temperatūra nukrenta iki poros valandų prieš pabudimą, kai vėl pradeda kilti. Diagrama, atrodo, laikosi šio modelio.

Man įdomiau yra laikas, kai jis pradeda kilti, o tai iš tikrųjų gali būti REM miegas. Turiu tos pačios nakties miego duomenis iš „Withings“miego kilimėlio, kuriame sakoma, kad nuo 3:15 iki 4:50 val. Tai labai atitinka IR grafiką, kai jis šiek tiek pakilo. „Withing“taip pat rodo REM nuo 1:30 iki 2, kuris nėra toks platus kaip IR.

Įspėjimas: tai visiškai nesutampa su mano „Fitbit“ar „Go2Sleep“žiedu.

Rugpjūčio 19 d. Aš įtraukiau diagramą su komentarais. Tai buvo neįprasta naktis, nes man buvo atverti langai, tačiau maždaug už 10 mylių kilo laukinis gaisras, pučiantis dūmais ir pelenais. Kai nuėjau miegoti, buvau šiltoje pusėje ir nemiegojau labai gerai.

IŠVADA:

Taigi atrodo, kad mano sąranka daro tai, ko norėjau.

Ypač džiaugiuosi matydamas galimą ryšį tarp IR temperatūros ir REM miego ir planuoju atlikti tolesnius bandymus.