IR Thermometer para sa Pagtulog: 5 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Kaya't ang Lazy Old Geek (L. O. G.) na ito kamakailan ay bumili ng isang IR thermal module, MLX90614 mula sa AliExpress.com. Tingnan ang mga larawan

Ito ang parehong uri ng sensor na ginamit sa mga thermometro ng noo at tainga na ipinakita sa pangatlong larawan. Tinawag silang hindi contact dahil ang tunay na elemento ng sensor ay hindi talaga nakikipag-ugnay sa balat.

Nais kong subukan ito upang masukat ang temperatura ng aking balat kapag natutulog ako. Sa palagay ko ang pangkalahatang pinagkasunduan ay ang temperatura ng iyong katawan ay bumababa kapag natutulog ka, pagkatapos ay tumataas habang gumising ka.

Narito ang isang nakawiwiling artikulo:

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

"Hanggang sa maabot nito ang pinakamababang punto ng ilang oras bago ka magising sa umaga."

"Dahil ang temperatura ay isang napakahalagang bahagi ng pagtukoy kung kailan tayo nakakatulog, kagiliw-giliw na sa pagtulog ng mabilis na paggalaw ng mata (REM), ang mga selula na nag-uutos sa temperatura ng utak ay napapatay at hayaang matukoy ang temperatura ng iyong katawan sa kung gaano kainit o cool ang iyong silid-tulugan.."

Narito ang isa pa:

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

Mula sa iyong rurok sa temperatura ng katawan sa maagang gabi hanggang sa pinakamababang punto bago ka magising, maranasan mo ang pagbawas ng pangunahing temperatura ng katawan na 2 degree Fahrenheit.

Ang temperatura ng parehong utak at katawan ay bumagsak habang natutulog ang NREM. Kung mas matagal ang yugto ng pagtulog ng NREM, mas maraming bumabagsak na temperatura. Sa kaibahan, tumataas ang temperatura ng utak sa pagtulog ng REM. Ang pagkontrol ng temperatura ng katawan at utak ay malapit na nakasalalay sa regulasyon sa pagtulog."

Kaya nais kong sukatin ang temperatura ng aking katawan sa buong gabi.

Hakbang 1: Disenyo ng IR Thermometer

Ang aking disenyo ay ang gumamit ng isang MLX90614 IR temp sensor na may spacer upang ang distansya mula sa balat ay mananatiling pare-pareho. Kaya't nagsusuot ako ng mask na CPAP para makatulog at ikakabit dito ng IR sensor. (Maaaring gumamit ka lamang ng isang headband). Ang perpektong lokasyon ay (tila) ang temporal artery ngunit mas interesado ako sa pagbabago ng temperatura kaysa sa aktwal na temperatura.

Ang IR sensor ay mag-iimbak ng impormasyon sa mga nakapirming agwat sa buong gabi (nagsimula ako sa 30 segundo, ngunit gumagamit ako ngayon ng 5 minuto). Sinusukat din ng MLX90614 ang temperatura ng ambient ng sensor.

Gumagamit din ako ng isang sensor ng Temperatura / Humidity ng DHT22 upang subaybayan ang mga kondisyon sa paligid ng silid. Itatago ang data sa isang microSD card.

Susubaybayan ng isang DS3231 RTC (Real Time Clock) ang oras.

IMPORMASYON TUNGKOL SA DEVICE:

MLX90614 IR Temp Sensor

Boltahe: 3V (Mayroon ding isang bersyon ng 5V)

Interface: I2C (SCL / SDA)

Library ng Arduino: Adafruit library

DS3231 RTC Real Time Clock

Boltahe: 3.3-5.5V

Interface: I2C (SCL / SDA)

Mga Tampok: pag-back up ng baterya

Library ng Arduino:

adapter ng microSD

Boltahe: 3.3V (binago)

Interface: SPI (SCK / MISO / MOSI / CS)

Mga Tampok: antas ng converter IC

Library ng Arduino: SPI

DHT22

Boltahe: 3.3-6V

Interface: digital na isang wire bus

Mga Tampok:

Library ng Arduino: adafruit / DHT-sensor-library

3.3V Micro Pro Arduino

Boltahe 3.3V

Mga Tampok: ATmega32U4 microcontroller

Pagbabago: DS3231

Ang module ng AliExpress na binili ko ay dapat na idinisenyo upang magamit ang isang rechargeable na baterya, LIR2032. Hindi gumagana ang circuit ng singilin. Sinubukan ko ito. Matapos ang halos isang araw, patay na ang baterya.

Kaya pagkatapos ng ilang paghahanap sa Internet, nahanap ko ang artikulong ito:

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

Sumasang-ayon ako sa pagtatasa na ito ngunit naisip na ang LIR2032 ay sisingilin ng sapat ngunit hindi labis. Ako ay nagkamali. Ang aking DS3231 bagaman minarkahan din bilang ZS-042 tulad ng sa artikulo ay bahagyang naiiba pagkatapos niya ngunit halos magkapareho. Kaya't inalis ko ang diode na nakikita sa larawan at nag-install ng baterya ng CR2032. Nang walang diode ang module ay hindi susubukan na singilin ang baterya. Ngayon ang DS3231 ay nagtataglay ng tamang oras kahit na may kuryente na naka-disconnect at ang baterya ay dapat na mabuti sa loob ng maraming taon.

Pagbabago: microSD Adapter

Kaya binili ko ang microSD Adapter na ito mula sa AliExpress.com. Dinisenyo ito upang tumakbo kasama ang isang 5V microcontroller at may kasamang isang antas ng shifter IC. Para sa aking aplikasyon ay gumagamit ako ng lakas na 3.3V kaya't pinaikling ko ang input sa output ng voltage regulator. (Ang antas ng shifter ay tila gagana nang maayos sa mga signal ng 3.3V). Minarkahan ko ang mga conversion ng 3.3V na may dilaw na polish ng kuko. Nakalakip ang iskema.

Hakbang 2: Hardware

HARDWARE:

Sa ngayon ay isinasaalang-alang ko ito nang higit pa sa isang pagiging posible ng pag-aaral kaya't dinisenyo ko ang eskematiko at breadboarded ang circuit bawat eskematiko. Ipinapakita ng pangalawang larawan ang mga pangunahing bahagi.

Hakbang 3: IR at Mask

Para sa IR sensor, MLX90614, nagtayo ako ng isang 4 wire cable upang ikonekta ito sa breadboard. Mainit akong nakadikit ng isang spacer sa IR sensor. Ang sensor ay tungkol sa 2mm mula sa gilid ng spacer.

Nag-attach ako ng isang malagkit na piraso ng Velcro sa likuran ng IR sensor. Sa gilid ng aking mask na CPAP ay nakakabit ako ng isang mating adhesive Velcro strip. Ngayon ang IR sensor ay gaganapin kasama ang Velcro. Hinahawak ito ng mask ng CPAP sa aking balat.

FYI: Dahil sa mga larawang ito, inilipat ko ang sensor sa kanang bahagi, dahil sa pangkalahatan ay nakahiga ako sa aking kaliwang bahagi at hindi komportable.

Lokasyon: Ang thermometer ng noo, na kung minsan ay tinatawag na temporal artery thermometer ay dapat na swept sa noo:

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

Ang nakalakip na larawan ay mula sa webpage na ito.

Ngayon hinuhulaan ko na ang aking IR sensor ay higit pa sa lokasyon 12 o 14 ngunit para sa aking mga hangarin wala akong pakialam sa talagang temperatura. Karamihan sa akin ay interesado sa mga pagbabago sa temperatura sa paglipas ng panahon kaya't hindi dapat maging kritikal ang lokasyon.

Hakbang 4: Arduino Software

Gumagamit ang sketch ng DS3231 upang sabihin ang oras. Ang sketch ay may oras ng pagsisimula (simulang magrekord), ihinto ang oras at agwat ng pagrekord. Itinatala nito ang petsa, oras (decimal), ang temperatura ng DHT22, RH, ang temperatura ng ambient MLX90614 at temperatura ng IR sa isang CSV (pinaghiwalay na halaga ng kuwit) na file. (Gumagamit ako ng Microsoft Excel upang basahin ang file na ito)

Ang oras ng Pag-save ng Daylight ay naging isang problema para sa akin. Tumakbo ako sa sumusunod na ni JChristensen:

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

github.com/JChristensen/Timezone

Upang magamit ito, kailangan mo munang itakda ang RTC sa UTC (Coordinated Universal Time), oras na ito sa Greenwich, England. Sa gayon, hindi ko alam kung paano gawin iyon ngunit nahanap ko ang artikulong ito:

www.justavapor.com/archives/2482

I-Rewrote ito para sa oras ng Mountain (naka-attach) UTCtoRTC.ino

Itinatakda nito ang oras ng DS3231 hanggang sa UTC 6 na oras na mas huli kaysa sa oras ng Mountain

Pagkatapos ay isinama ko ang timezone sa aking Sketch. Sa totoo lang, hindi ko ito nasubok kaya't sa pag-aakala ko lamang na gumagana ito.

Pag-setup ng Software / Hardware

Kailangan ng mga karagdagang silid-aklatan:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

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

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

Mag-install ng CR2032 na baterya sa DS3231 RTC. Kumonekta sa 3.3v Arduino Pro Micro.

Patakbuhin ang UTC sa RTC.ino. Itinatakda nito ang DS3231 hanggang UTC (Greenwich Mean Time).

I-format ang isang microSD card. Gumagamit ako ng Windows, ang format ay FAT32. Ipasok ito sa adapter ng microSD card.

I-setup at ikonekta ang IR sensor.

Pag-load ng sketch, Infrared.ino

Pagkatapos ng isang gabi, maaari mong alisin ang microSD card at i-plug ito sa isang PC.

Ang Night.csv ay mabubuksan sa Excel (may isang paraan upang buksan ito sa Libre Office (libre))

Hakbang 5: Pagsubok at Konklusyon

Nabasa ko ang microSD card kasama ang MS Excel. Sa spreadsheet, gumawa ako ng isa pang haligi na tinatawag na Pagkakaiba na ang IRTemp -96. Ipinapakita nito ang pagkakaiba-iba ng temperatura sa paligid ng 96F. Pagkatapos ay lumilikha ako ng isang tsart gamit ang Hour sa decimal kumpara sa Pagkakaiba. Ipinapakita ng tsart ang pagbabago ng temperatura sa buong gabi (hindi aktwal na temperatura).

Para sa Aug18, isinama ko ang file at ang tsart kasama ang aking mga komento.

Iminumungkahi ng ilan na ang karaniwang gabi ay kapag bumaba ang temperatura hanggang sa ilang oras bago magising kapag nagsimula nang tumaas muli. Mukhang sumusunod ang tsart sa pattern na iyon.

Ang nakikita kong mas kawili-wili ay ang mga oras kung kailan nagsisimula itong umakyat na maaaring tunay na pagtulog ng REM. Mayroon akong data sa pagtulog mula sa aking matulog na Withings para sa parehong gabi na nagsasabing nasa pagtulog ako ng REM mula 3:15 hanggang 4:50 ng umaga. Ito ay tumutugma nang malapit sa IR graph nang tumaas ito nang bahagya. Ipinapakita rin ng Withing ang REM mula 1:30 hanggang 2 na kung saan ay hindi gaanong kalawak sa ipinapakita ng IR.

Caveat: Hindi talaga ito sumasang-ayon sa aking Fitbit o sa aking singsing na Go2S Sleep.

Para sa Aug19, isinama ko ang tsart na may mga komento. Ito ay isang hindi pangkaraniwang gabi dahil binuksan ko ang aking mga bintana ngunit mayroong isang ligaw na apoy na mga 10 milya ang layo na hinihipan ng usok at abo. Nang makatulog ako, nasa maagap ako at hindi gaanong nakatulog.

KONklusyon:

Kaya't tila ginagawa ng aking pag-setup ang nais kong gawin.

Lalo akong nasisiyahan na makita ang isang posibleng ugnayan sa pagitan ng IR temp at pagtulog ng REM at balak na gumawa ng karagdagang pagsusuri.