IR -termometer til søvn: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Så denne Lazy Old Geek (L. O. G.) købte for nylig et IR -termomodul, MLX90614 fra AliExpress.com. Se billeder

Dette er den samme type sensor, der bruges i de pande- og øretermometre, der vises på det tredje billede. De kaldes berøringsfri, fordi det faktiske sensorelement ikke rigtig kommer i kontakt med huden.

Jeg ville prøve dette for at måle min hudtemperatur, når jeg sover. Jeg tror, at den generelle konsensus er, at din kropstemperatur falder, når du sover, og derefter stiger, når du vågner.

Her er en interessant artikel:

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

“Indtil det når sit laveste punkt et par timer, før du vågner om morgenen. “

”Da temperaturen er en så vigtig del af at bestemme, hvornår vi falder i søvn, er det interessant, at din hjernens temperaturregulerende celler under hurtig øjenbevægelse (REM) slukker og lader din kropstemperatur bestemmes af, hvor varmt eller køligt dit soveværelse er.”

Her er en anden:

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

“Fra din højde i kropstemperatur i den tidlige aften til det laveste punkt lige inden du vågner, oplever du et fald i kernekropstemperaturen på 2 grader Fahrenheit.

Temperaturen i både hjernen og kroppen falder under NREM -søvn. Jo længere NREM-søvnepisoden er, desto mere falder temperaturen. Derimod stiger hjernens temperatur under REM -søvn. Kontrol af krops- og hjernetemperatur er tæt knyttet til søvnregulering.”

Så jeg ville måle min kropstemperatur hele natten.

Trin 1: Design IR -termometer

Mit design er at bruge en MLX90614 IR temp sensor med et afstandsstykke, så afstanden fra huden forbliver konstant. Så jeg bærer en CPAP -maske til søvn og vil vedhæfte IR -sensoren til den. (Du kan sikkert bare bruge et pandebånd). Den ideelle placering er (tilsyneladende) den tidsmæssige arterie, men jeg er mere interesseret i temperaturændringer snarere end den faktiske temperatur.

IR -sensoren gemmer oplysninger med faste intervaller i løbet af natten (jeg startede med 30 sekunder, men bruger nu 5 minutter). MLX90614 måler også sensorens omgivende temperatur.

Jeg vil også bruge en DHT22 temperatur-/luftfugtighedsføler til at overvåge omgivende rumforhold. Dataene gemmes på et microSD -kort.

En DS3231 RTC (Real Time Clock) vil holde styr på tiden.

ENHEDSINFORMATION:

MLX90614 IR Temp Sensor

Spænding: 3V (Der er også en 5V -version)

Grænseflade: I2C (SCL/SDA)

Arduino Library: Adafruit bibliotek

DS3231 RTC Real -time ur

Spænding: 3,3-5,5V

Grænseflade: I2C (SCL/SDA)

Funktioner: batteri backup

Arduino -bibliotek:

microSD -adapter

Spænding: 3.3V (ændret)

Grænseflade: SPI (SCK/MISO/MOSI/CS)

Funktioner: niveauomformer IC

Arduino bibliotek: SPI

DHT22

Spænding: 3,3-6V

Grænseflade: digital en -tråds bus

Funktioner:

Arduino-bibliotek: adafruit/DHT-sensor-bibliotek

3.3V Micro Pro Arduino

Spænding 3,3V

Funktioner: ATmega32U4 mikrokontroller

ÆNDRING: DS3231

Det AliExpress -modul, jeg købte, skal være designet til at bruge et genopladeligt batteri, LIR2032. Opladningskredsløbet virker ikke. Jeg prøvede det. Efter cirka en dag var batteriet dødt.

Efter lidt søgning på Internettet fandt jeg denne artikel:

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

Jeg er enig i denne analyse, men troede, at LIR2032 ville oplade tilstrækkeligt, men ikke overdrevent. Jeg tog fejl. Min DS3231 skønt også markeret som ZS-042 som i artiklen var lidt anderledes end hans, men næsten den samme. Så jeg lodde den diode, der ses på billedet, og installerede et CR2032 -batteri. Uden dioden vil modulet ikke forsøge at oplade batteriet. Nu holder DS3231 den korrekte tid, selvom strømmen er afbrudt, og batteriet skulle være godt i mange år.

MODIFIKATION: microSD -adapter

Så jeg købte denne microSD -adapter fra AliExpress.com. Det er designet til at køre med en 5V mikrokontroller og indeholder endda en niveauskifter IC. Til min applikation bruger jeg 3.3V strøm, så jeg kortsluttede indgangen til output fra spændingsregulatoren. (Niveauskifteren ser ud til at fungere ok med 3.3V signaler). Jeg markerer 3.3V -konverteringer med gul neglelak. Skematisk er vedhæftet.

Trin 2: Hardware

HARDWARE:

Lige nu betragter jeg dette mere som en forundersøgelse, så jeg designede skematikken og brødbrættede kredsløbet pr. Skematisk. Det andet billede viser de vigtigste dele.

Trin 3: IR og maske

Til IR -sensoren, MLX90614, byggede jeg et 4 -leder kabel til at slutte det til brødbrættet. Jeg varmlimede en afstandsstykke til IR-sensoren. Sensoren er ca. 2 mm fra kanten af afstandsstykket.

Jeg fastgjorde et klæbende velcrobånd på bagsiden af IR -sensoren. På siden af min CPAP -maske fastgjorde jeg en parrende klæbende velcrobånd. Nu holdes IR -sensoren på plads med velcroen. CPAP -masken holder den mod min hud.

FYI: Siden disse billeder flyttede jeg sensoren til højre side, da jeg generelt lå på min venstre side, og det var ubehageligt.

Sted: Pandetermometeret, undertiden kaldet tidsarterie -termometer, skal formodes at fejes hen over panden:

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

Det vedhæftede billede er fra denne webside.

Nu gætter jeg på, at min IR -sensor er mere på placering 12 eller 14, men til mine formål er jeg ligeglad med faktisk temperatur. Jeg er mest interesseret i temperaturændringer over tid, så placering bør ikke være kritisk.

Trin 4: Arduino -software

Skitsen bruger DS3231 til at fortælle tid. Skitsen har en starttid (start optagelse), stoptid og optagelsesinterval. Den registrerer dato, time (decimal), DHT22 -temperaturen, RH, omgivelsestemperaturen MLX90614 og IR -temperaturen til en CSV -fil (kommaadskilt værdi). (Jeg bruger Microsoft Excel til at læse denne fil)

Sommertid har været et problem for mig. Jeg stødte på følgende af JChristensen:

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

github.com/JChristensen/Timezone

For at bruge dette skal du først indstille RTC til UTC (Coordinated Universal Time), det er tid i Greenwich, England. Nå, jeg vidste ikke, hvordan jeg skulle gøre det, men fandt denne artikel:

www.justavapor.com/archives/2482

Omskriv det til bjergtid (vedhæftet) UTCtoRTC.ino

Dette indstiller DS3231 til UTC -tid 6 timer senere end bjergtid

Derefter indarbejdede jeg tidszonen i min Skitse. For at være ærlig, har jeg ikke testet det, så jeg går ud fra, at det virker.

Opsætning af software/hardware

Yderligere biblioteker er nødvendige:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

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

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

Installer et CR2032 -batteri i DS3231 RTC. Tilslut til 3.3v Arduino Pro Micro.

Kør UTC til RTC.ino. Dette indstiller DS3231 til UTC (Greenwich Mean Time).

Formater et microSD -kort. Jeg bruger Windows, formatet er FAT32. Indsæt den i microSD -kortadapteren.

Opsætning og tilslutning af IR -sensoren.

Indlæs skitse, Infrarød.ino

Efter en nat kan du fjerne microSD -kortet og tilslutte det til en pc.

Night.csv kan åbnes med Excel (der er en måde at åbne den med Libre Office (gratis))

Trin 5: Test og konklusion

Jeg læste microSD -kortet med MS Excel. I regnearket laver jeg en anden kolonne kaldet Difference, som er IRTemp -96. Dette viser variationen i temperatur omkring 96F. Derefter opretter jeg et diagram ved hjælp af timen i decimal i forhold til forskellen. Diagrammet viser temperaturændringen i løbet af natten (ikke faktiske temperaturer).

For 18. august inkluderede jeg filen og diagrammet med mine kommentarer.

Nogle antyder, at den typiske nat er, når temperaturen falder, indtil et par timer før den vågner, når den begynder at stige igen. Diagrammet ser ud til at følge det mønster.

Hvad jeg finder mere interessant er de tidspunkter, hvor det begynder at klatre, der faktisk kan være REM -søvn. Jeg har søvndata fra min Withings -sovemåtte for den samme nat, der siger, at jeg var i REM -søvn fra 3:15 til 4:50. Dette svarer tæt til IR -grafen, når den steg lidt. The Withing viser også REM fra 1:30 til 2, hvilket ikke er helt så bredt som IR viser.

Advarsel: Dette stemmer slet ikke overens med min Fitbit eller min Go2Sleep -ring.

For august 19 inkluderede jeg diagrammet med kommentarer. Dette var en usædvanlig nat, da jeg havde mine vinduer åbne, men der var en vild brand omkring 10 miles væk og blæste i røg og aske. Da jeg sov, var jeg på den varme side og sov ikke særlig godt.

KONKLUSION:

Så mit setup ser ud til at gøre det, jeg ville have det skulle gøre.

Jeg er især glad for at se en mulig forbindelse mellem IR -temp og REM -søvn og planlægger at foretage yderligere test.