IR თერმომეტრი ძილისთვის: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ამ ზარმაცი ძველი გიკი (L. O. G.) ცოტა ხნის წინ შეიძინა IR თერმული მოდული, MLX90614 AliExpress.com– დან. ნახეთ სურათები

ეს არის იგივე ტიპის სენსორი, რომელიც გამოიყენება მესამე სურათზე ნაჩვენები შუბლისა და ყურის თერმომეტრებში. მათ უწოდებენ არაკონტაქტს, რადგან სენსორის ფაქტობრივი ელემენტი ნამდვილად არ ეხება კანს.

მინდოდა ეს მეცადა ჩემი კანის ტემპერატურის გასაზომად როცა მეძინებოდა. მე ვფიქრობ, რომ ზოგადი კონსენსუსი არის ის, რომ თქვენი სხეულის ტემპერატურა იკლებს ძილის დროს, შემდეგ კი მაღლა დგება გაღვიძებისთანავე.

აქ არის საინტერესო სტატია:

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

”სანამ ის არ მიაღწევს თავის ყველაზე დაბალ წერტილს დილით გაღვიძებამდე რამდენიმე საათით ადრე."

”ვინაიდან ტემპერატურა ისეთი მნიშვნელოვანი ნაწილია, როდესაც ჩვენ გვეძინება, საინტერესოა, რომ ძილის სწრაფი მოძრაობისას (REM) ძილის დროს თქვენი ტვინის ტემპერატურის მარეგულირებელი უჯრედები ითიშება და თქვენი სხეულის ტემპერატურა განისაზღვრება იმით, თუ რამდენად თბილი ან გრილია თქვენი საძინებელი."

აი კიდევ ერთი:

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

”სხეულის ტემპერატურის პიკი ადრეულ საღამოს, ყველაზე დაბალ წერტილამდე გაღვიძების წინ, თქვენ განიცდით სხეულის ძირითადი ტემპერატურის შემცირებას 2 გრადუსი ფარენჰეიტით.

როგორც ტვინის, ასევე სხეულის ტემპერატურა ეცემა NREM ძილის დროს. რაც უფრო გრძელია NREM- ძილის ეპიზოდი, მით უფრო ეცემა ტემპერატურა. ამის საპირისპიროდ, ტვინის ტემპერატურა იზრდება REM ძილის დროს. სხეულისა და ტვინის ტემპერატურის კონტროლი მჭიდრო კავშირშია ძილის რეგულაციასთან.”

ამიტომ მინდოდა გავზომოთ ჩემი სხეულის ტემპერატურა მთელი ღამის განმავლობაში.

ნაბიჯი 1: დიზაინი IR თერმომეტრი

ჩემი დიზაინია გამოვიყენო MLX90614 IR ტემპერატურის სენსორი ინტერფეისით, ისე რომ მანძილი კანიდან დარჩეს მუდმივი. ასე რომ, მე ვატარებ CPAP ნიღბს ძილისთვის და დავამატებ მას IR სენსორს. (თქვენ ალბათ უბრალოდ გამოიყენეთ თავსაბურავი). იდეალური მდებარეობა (როგორც ჩანს) დროებითი არტერიაა, მაგრამ მე უფრო მეტად ტემპერატურის ცვლილება მაინტერესებს, ვიდრე ფაქტობრივი ტემპერატურა.

IR სენსორი ინახავს ინფორმაციას ფიქსირებული ინტერვალებით მთელი ღამის განმავლობაში (მე დავიწყე 30 წამი, მაგრამ ახლა ვიყენებ 5 წუთს). MLX90614 ასევე ზომავს სენსორის გარემოს ტემპერატურას.

მე ასევე გამოვიყენებ DHT22 ტემპერატურის/ტენიანობის სენსორს გარემოს ოთახის მდგომარეობის მონიტორინგისთვის. მონაცემები ინახება microSD ბარათზე.

DS3231 RTC (რეალური დროის საათი) თვალყურს ადევნებს დროს.

მოწყობილობის ინფორმაცია:

MLX90614 IR ტემპერატურის სენსორი

ძაბვა: 3V (ასევე არის 5V ვერსია)

ინტერფეისი: I2C (SCL/SDA)

არდუინოს ბიბლიოთეკა: ადაფრუტის ბიბლიოთეკა

DS3231 RTC რეალური დროის საათი

ძაბვა: 3.3-5.5V

ინტერფეისი: I2C (SCL/SDA)

მახასიათებლები: ბატარეის სარეზერვო ასლი

არდუინოს ბიბლიოთეკა:

microSD ადაპტერი

ძაბვა: 3.3V (შეცვლილი)

ინტერფეისი: SPI (SCK/MISO/MOSI/CS)

მახასიათებლები: დონის კონვერტორი IC

არდუინოს ბიბლიოთეკა: SPI

DHT22

ძაბვა: 3.3-6V

ინტერფეისი: ციფრული ერთი მავთულის ავტობუსი

Მახასიათებლები:

არდუინოს ბიბლიოთეკა: adafruit/DHT- სენსორ-ბიბლიოთეკა

3.3V Micro Pro Arduino

ძაბვა 3.3V

მახასიათებლები: ATmega32U4 მიკროკონტროლერი

მოდიფიკაცია: DS3231

მე ვიყიდე AliExpress მოდული, რომელიც განკუთვნილია მრავალჯერადი დატენვის ბატარეის გამოსაყენებლად, LIR2032. დატენვის წრე არ მუშაობს. ვცადე. დაახლოებით ერთი დღის შემდეგ, ბატარეა მკვდარი იყო.

ინტერნეტში ძებნის შემდეგ ვიპოვე ეს სტატია:

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

მე ვეთანხმები ამ ანალიზს, მაგრამ ვფიქრობდი, რომ LIR2032 ადეკვატურად იტვირთება, მაგრამ არა ზედმეტად. Ვცდებოდი. ჩემი DS3231, თუმცა ასევე აღინიშნა როგორც ZS-042, როგორც სტატიაში იყო ოდნავ განსხვავებული მაშინ, მაგრამ თითქმის იგივე. ასე რომ, მე გავყიდე დიოდზე ნაჩვენები დიოდი და დავაყენე CR2032 ბატარეა. დიოდის გარეშე მოდული არ შეეცდება ბატარეის დატენვას. ახლა DS3231 ატარებს სწორ დროს ენერგიის გათიშვის დროსაც და ბატარეა უნდა იყოს კარგი მრავალი წლის განმავლობაში.

მოდიფიკაცია: microSD ადაპტერი

მე ვიყიდე ეს microSD ადაპტერი AliExpress.com– დან. ის შექმნილია 5V მიკროკონტროლერთან მუშაობისთვის და მოიცავს დონის ცვლის IC- ს. ჩემი აპლიკაციისთვის მე ვიყენებ 3.3 ვ სიმძლავრეს, ამიტომ შევამცირე ძაბვის მარეგულირებლის გამოსავალი. (დონის ცვლადი კარგად მუშაობს 3.3V სიგნალებით). 3.3 ვ კონვერტაციებს მონიშნავს ყვითელი ფრჩხილის ლაქით. სქემატური თან ერთვის.

ნაბიჯი 2: აპარატურა

HARDWARE:

ახლა მე უფრო მიზანშეწონილობის კვლევას მივიჩნევ, ასე რომ მე შევადგინე სქემატური სქემა და შევადგინე სქემა სქემატურად. მეორე სურათი გვიჩვენებს ძირითად ნაწილებს.

ნაბიჯი 3: IR და ნიღაბი

IR სენსორისთვის, MLX90614, მე ავაშენე 4 მავთულის კაბელი, რომელიც მას დავაკავშირებ პურის დაფაზე. მე ცხელი წებოვანი გამყოფი IR სენსორზე. სენსორი დაშორების კიდეებიდან დაახლოებით 2 მმ -ია.

მე დავამატე წებოვანი Velcro ნაჭერი IR სენსორის უკანა მხარეს. ჩემი CPAP ნიღბის მხარეს მე დავამატე შესაჯვარებელი წებოვანი Velcro ზოლები. ახლა IR სენსორი დგას Velcro– სთან ერთად. CPAP ნიღაბი ინახავს მას ჩემს კანზე.

FYI: ამ სურათების შემდეგ, მე გადავიტანე სენსორი მარჯვენა მხარეს, რადგან მე ძირითადად მარცხენა მხარეს ვწევარ და ეს არასასიამოვნო იყო.

მდებარეობა: შუბლის თერმომეტრი, რომელსაც ხანდახან დროებითი არტერიის თერმომეტრსაც უწოდებენ, შუბლზეა გადატანილი:

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

თანდართული სურათი არის ამ ვებ გვერდიდან.

ახლა ვხვდები, რომ ჩემი IR სენსორი უფრო 12 ან 14 ადგილზეა, მაგრამ ჩემი მიზნებისათვის მე არ მაინტერესებს რეალურად ტემპერატურა. მე ძირითადად მაინტერესებს ტემპერატურის ცვლილებები დროთა განმავლობაში, ამიტომ ადგილმდებარეობა არ უნდა იყოს კრიტიკული.

ნაბიჯი 4: Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა

ესკიზი იყენებს DS3231 დროის სათქმელს. ესკიზს აქვს დაწყების დრო (ჩაწერის დაწყება), გაჩერების დრო და ჩაწერის ინტერვალი. ის ჩაწერს თარიღს, საათს (ათწილადს), DHT22 ტემპერატურას, RH- ს, MLX90614 გარემოს ტემპერატურას და IR ტემპერატურას CSV (მძიმით გამოყოფილი მნიშვნელობა) ფაილში. (მე ვიყენებ Microsoft Excel– ს ამ ფაილის წასაკითხად)

ზაფხულის დრო ჩემთვის პრობლემა იყო. მე გადავარჩი JChristensen– ის შემდეგი:

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

github.com/JChristensen/Timezone

ამის გამოსაყენებლად, თქვენ ჯერ უნდა დააყენოთ RTC UTC (კოორდინირებული უნივერსალური დრო), ეს არის დრო გრინვიჩში, ინგლისი. კარგად, მე არ ვიცოდი როგორ გამეკეთებინა ეს, მაგრამ ვიპოვე ეს სტატია:

www.justavapor.com/archives/2482

გადაწერეთ იგი მთის დროისთვის (თან ერთვის) UTCtoRTC.ino

ეს ადგენს DS3231– ს UTC დროს მთის დროზე 6 საათით გვიან

შემდეგ ჩავრთე დროის ზონა ჩემს ესკიზში. სიმართლე გითხრათ, მე არ გამოვცადე, მხოლოდ ვივარაუდოთ, რომ მუშაობს.

პროგრამული უზრუნველყოფის/აპარატურის დაყენება

საჭიროა დამატებითი ბიბლიოთეკები:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

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

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

დააინსტალირეთ CR2032 ბატარეა DS3231 RTC- ში. დაუკავშირდით 3.3v Arduino Pro Micro- ს.

გაუშვით UTC RTC.ino– ზე. ეს ადგენს DS3231- ს UTC (გრინვიჩის საშუალო დრო).

MicroSD ბარათის ფორმატირება. მე ვიყენებ Windows- ს, ფორმატი არის FAT32. ჩადეთ იგი microSD ბარათის ადაპტერში.

დააყენეთ და დაუკავშირეთ IR სენსორი.

ჩატვირთვის ესკიზი, ინფრაწითელი.ინო

ღამის შემდეგ შეგიძლიათ ამოიღოთ microSD ბარათი და შეაერთოთ იგი კომპიუტერში.

Night.csv შეიძლება გაიხსნას Excel– ით (არსებობს გზა გახსნათ Libre Office– ით (უფასოდ))

ნაბიჯი 5: ტესტირება და დასკვნა

მე წავიკითხე microSD ბარათი MS Excel– ით. ცხრილში მე ვაკეთებ სხვა სვეტს სახელწოდებით სხვაობა, რომელიც არის IRTemp -96. ეს გვიჩვენებს ტემპერატურის ცვალებადობას დაახლოებით 96F. შემდეგ ვქმნი დიაგრამას საათის გამოყენებით ათწილადში განსხვავებასთან შედარებით. დიაგრამა გვიჩვენებს ტემპერატურის ცვლილებას მთელი ღამის განმავლობაში (არა ფაქტობრივი ტემპერატურა).

18 აგვისტოსთვის მე ჩავრთე ფაილი და სქემა ჩემი კომენტარებით.

ზოგი ვარაუდობს, რომ ტიპიური ღამეა, როდესაც ტემპერატურა იკლებს გაღვიძებამდე რამდენიმე საათით ადრე, როდესაც ის კვლავ იწყებს ზრდას. როგორც ჩანს, სქემა მიჰყვება ამ ნიმუშს.

რაც მე უფრო საინტერესოდ მიმაჩნია არის დრო, როდესაც ის იწყებს ასვლას, რაც შეიძლება რეალურად იყოს REM ძილი. მე მაქვს ძილის მონაცემები ჩემი Withings საძილე საგნიდან იმავე ღამეს, რომელიც ამბობს, რომ მე ვიყავი REM ძილში 3:15 საათიდან 4:50 საათამდე. ეს მჭიდროდ შეესაბამება IR გრაფიკს, როდესაც ის ოდნავ გაიზარდა. Withing ასევე აჩვენებს REM– ს 1:30 საათიდან 2 – მდე, რაც არც ისე ფართოა, როგორც IR შოუები.

გაფრთხილება: ეს საერთოდ არ ეთანხმება ჩემს Fitbit- ს ან ჩემს Go2Sleep ბეჭედს.

19 აგვისტოსთვის ჩავრთე სქემა კომენტარებით. ეს იყო არაჩვეულებრივი ღამე, როდესაც ფანჯრები ღია მქონდა, მაგრამ იყო ცეცხლი, რომელიც დაახლოებით 10 მილის მოშორებით კვამლსა და ნაცარს აფეთქებდა. როცა დასაძინებლად წავედი, თბილ მხარეს ვიყავი და კარგად არ მეძინა.

დასკვნა:

ასე რომ, ჩემი კონფიგურაცია აკეთებს იმას, რაც მინდოდა.

მე განსაკუთრებით ბედნიერი ვარ, რომ ვხედავ შესაძლო კავშირს IR ტემპერატურასა და REM ძილს შორის და ვგეგმავ შემდგომ ტესტირებას.