नींद के लिए आईआर थर्मामीटर: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

तो इस आलसी ओल्ड गीक (एलओजी) ने हाल ही में AliExpress.com से एक IR थर्मल मॉड्यूल, MLX90614 खरीदा। तस्वीरें देखो

यह उसी प्रकार का सेंसर है जो तीसरी तस्वीर में दिखाए गए माथे और कान थर्मामीटर में उपयोग किया जाता है। उन्हें गैर-संपर्क कहा जाता है क्योंकि वास्तविक सेंसर तत्व वास्तव में त्वचा से संपर्क नहीं करता है।

मैं सोते समय अपनी त्वचा के तापमान को मापने के लिए यह कोशिश करना चाहता था। मुझे लगता है कि आम सहमति यह है कि जब आप सो रहे होते हैं तो आपके शरीर का तापमान नीचे चला जाता है, फिर जैसे ही आप जागते हैं, बढ़ जाता है।

यहाँ एक दिलचस्प लेख है:

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

"सुबह उठने से कुछ घंटे पहले जब तक यह अपने सबसे निचले बिंदु पर नहीं पहुंच जाता।"

"चूंकि तापमान यह निर्धारित करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है कि हम कब सोते हैं, यह दिलचस्प है कि तेजी से आंखों की गति (आरईएम) नींद के दौरान, आपके मस्तिष्क की तापमान-विनियमन कोशिकाएं बंद हो जाती हैं और आपके शरीर के तापमान को यह निर्धारित करने देती हैं कि आपका शयनकक्ष कितना गर्म या ठंडा है ।"

यहाँ एक और है:

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

शाम के शुरुआती समय में शरीर के तापमान में अपने चरम से जागने से ठीक पहले निम्नतम बिंदु तक, आप शरीर के मुख्य तापमान में 2 डिग्री फ़ारेनहाइट की कमी का अनुभव करते हैं।

NREM स्लीप के दौरान मस्तिष्क और शरीर दोनों का तापमान गिर जाता है। NREM-स्लीप एपिसोड जितना लंबा होगा, तापमान उतना ही गिरेगा। इसके विपरीत, REM स्लीप के दौरान मस्तिष्क का तापमान बढ़ जाता है। शरीर और मस्तिष्क के तापमान का नियंत्रण नींद के नियमन से निकटता से जुड़ा हुआ है।"

इसलिए मैं रात भर अपने शरीर का तापमान मापना चाहता था।

चरण 1: डिजाइन आईआर थर्मामीटर

मेरा डिज़ाइन स्पेसर के साथ MLX90614 IR टेम्प सेंसर का उपयोग करना है ताकि त्वचा से दूरी स्थिर रहे। इसलिए मैं सोने के लिए CPAP मास्क पहनता हूं और इसमें IR सेंसर लगाऊंगा। (आप शायद सिर्फ एक हेडबैंड का उपयोग कर सकते हैं)। आदर्श स्थान (जाहिरा तौर पर) अस्थायी धमनी है लेकिन मुझे वास्तविक तापमान के बजाय तापमान परिवर्तन में अधिक दिलचस्पी है।

IR सेंसर रात भर निश्चित अंतराल पर जानकारी संग्रहीत करेगा (मैंने 30 सेकंड के साथ शुरू किया था, लेकिन अब मैं 5 मिनट का उपयोग कर रहा हूं)। MLX90614 सेंसर के परिवेश के तापमान को भी मापता है।

मैं परिवेशी कमरे की स्थितियों की निगरानी के लिए एक DHT22 तापमान/आर्द्रता सेंसर का भी उपयोग करूंगा। डेटा को माइक्रोएसडी कार्ड में स्टोर किया जाएगा।

एक DS3231 RTC (रियल टाइम क्लॉक) समय का ट्रैक रखेगा।

डिवाइस जानकारी:

MLX90614 IR टेम्प सेंसर

वोल्टेज: 3V (5V संस्करण भी है)

इंटरफ़ेस: I2C (एससीएल / एसडीए)

Arduino लाइब्रेरी: एडफ्रूट लाइब्रेरी

DS3231 RTC रीयल टाइम क्लॉक

वोल्टेज: 3.3-5.5V

इंटरफ़ेस: I2C (एससीएल / एसडीए)

विशेषताएं: बैटरी बैक अप

Arduino लाइब्रेरी:

माइक्रोएसडी एडाप्टर

वोल्टेज: 3.3V (संशोधित)

इंटरफ़ेस: एसपीआई (एससीके/एमआईएसओ/एमओएसआई/सीएस)

विशेषताएं: स्तर कनवर्टर आईसी

अरुडिनो लाइब्रेरी: एसपीआई

DHT22

वोल्टेज: 3.3-6V

इंटरफ़ेस: डिजिटल वन वायर बस

विशेषताएं:

Arduino लाइब्रेरी: एडफ्रूट/DHT-सेंसर-लाइब्रेरी

3.3V माइक्रो प्रो Arduino

वोल्टेज 3.3V

विशेषताएं: ATmega32U4 माइक्रोकंट्रोलर

संशोधन: DS3231

मेरे द्वारा खरीदा गया AliExpress मॉड्यूल एक रिचार्जेबल बैटरी, LIR2032 का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चार्जिंग सर्किट काम नहीं करता है। मैंने इसे आजमाया। करीब एक दिन बाद बैटरी खत्म हो गई।

इंटरनेट पर कुछ खोज करने के बाद, मुझे यह लेख मिला:

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

मैं इस विश्लेषण से सहमत हूं लेकिन मुझे लगा कि LIR2032 पर्याप्त रूप से चार्ज होगा लेकिन अत्यधिक नहीं। मैं गलत था। मेरा DS3231 हालांकि ZS-042 के रूप में भी चिह्नित है जैसा कि लेख में थोड़ा अलग था, लेकिन लगभग समान था। इसलिए मैंने चित्र में दिख रहे डायोड को अनसोल्ड किया और CR2032 बैटरी लगाई। डायोड के बिना मॉड्यूल बैटरी चार्ज करने का प्रयास नहीं करेगा। अब DS3231 बिजली काट दिए जाने पर भी सही समय रखता है और बैटरी कई वर्षों तक अच्छी होनी चाहिए।

संशोधन: माइक्रोएसडी एडाप्टर

इसलिए मैंने इस माइक्रोएसडी एडेप्टर को AliExpress.com से खरीदा है। इसे 5V माइक्रोकंट्रोलर के साथ चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है और यहां तक कि इसमें एक लेवल शिफ्टर IC भी शामिल है। अपने आवेदन के लिए मैं 3.3V पावर का उपयोग कर रहा हूं इसलिए मैंने इनपुट को वोल्टेज रेगुलेटर के आउटपुट में छोटा कर दिया। (लेवल शिफ्टर 3.3V सिग्नल के साथ ठीक काम करता प्रतीत होता है)। मैं पीले नेल पॉलिश के साथ 3.3V रूपांतरण चिह्नित करता हूं। योजनाबद्ध संलग्न है।

चरण 2: हार्डवेयर

हार्डवेयर:

अभी मैं इसे एक व्यवहार्यता अध्ययन के रूप में अधिक मानता हूं इसलिए मैंने योजनाबद्ध डिजाइन किया और प्रति योजनाबद्ध सर्किट को ब्रेडबोर्ड किया। दूसरी तस्वीर प्रमुख भागों को दिखाती है।

चरण 3: आईआर और मास्क

IR सेंसर, MLX90614 के लिए, मैंने इसे ब्रेडबोर्ड से जोड़ने के लिए एक 4 वायर केबल बनाया। मैंने IR सेंसर के लिए एक स्पेसर को गर्म-चिपकाया। सेंसर स्पेसर के किनारे से लगभग 2 मिमी दूर है।

मैंने IR सेंसर के पीछे एक चिपकने वाला वेल्क्रो टुकड़ा लगाया। मेरे सीपीएपी मास्क की तरफ मैंने एक संभोग चिपकने वाली वेल्क्रो पट्टी संलग्न की। अब वेल्क्रो के साथ IR सेंसर लगा हुआ है। सीपीएपी मुखौटा इसे मेरी त्वचा के खिलाफ रखता है।

FYI करें: इन तस्वीरों के बाद से, मैंने सेंसर को दाईं ओर ले जाया, क्योंकि मैं आमतौर पर अपनी बाईं ओर लेटा था और यह असहज था।

स्थान: माथे थर्मामीटर, जिसे कभी-कभी अस्थायी धमनी थर्मामीटर कहा जाता है, को माथे पर घुमाया जाना चाहिए:

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

संलग्न चित्र इस वेबपेज से है।

अब मैं अनुमान लगा रहा हूँ कि मेरा IR सेंसर स्थान १२ या १४ पर अधिक है, लेकिन मेरे उद्देश्यों के लिए मुझे वास्तव में तापमान की परवाह नहीं है। मैं ज्यादातर समय के साथ तापमान में बदलाव में दिलचस्पी रखता हूं, इसलिए स्थान महत्वपूर्ण नहीं होना चाहिए।

चरण 4: Arduino सॉफ़्टवेयर

समय बताने के लिए स्केच DS3231 का उपयोग करता है। स्केच में एक प्रारंभ समय (रिकॉर्डिंग प्रारंभ करें), स्टॉप टाइम और रिकॉर्डिंग अंतराल है। यह दिनांक, घंटे (दशमलव), DHT22 तापमान, RH, MLX90614 परिवेश तापमान और IR तापमान को CSV (अल्पविराम से अलग मान) फ़ाइल में रिकॉर्ड करता है। (मैं इस फाइल को पढ़ने के लिए माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल का उपयोग करता हूं)

डेलाइट सेविंग टाइम मेरे लिए एक समस्या रही है। मैं जे क्रिस्टेंसन द्वारा निम्नलिखित में भाग गया:

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

github.com/JChristensen/Timezone

इसका उपयोग करने के लिए, आपको सबसे पहले RTC को UTC (कोऑर्डिनेटेड यूनिवर्सल टाइम) पर सेट करना होगा, यह समय ग्रीनविच, इंग्लैंड में है। खैर, मुझे नहीं पता था कि यह कैसे करना है, लेकिन यह लेख मिला:

www.justavapor.com/archives/2482

इसे माउंटेन टाइम के लिए फिर से लिखा (संलग्न) UTCtoRTC.ino

यह DS3231 को माउंटेन समय की तुलना में 6 घंटे बाद UTC समय पर सेट करता है

फिर मैंने टाइमज़ोन को अपने स्केच में शामिल किया। ईमानदार होने के लिए, मैंने इसका परीक्षण नहीं किया है, इसलिए यह मानते हुए कि यह काम करता है।

सॉफ्टवेयर/हार्डवेयर सेटअप

अतिरिक्त पुस्तकालयों की आवश्यकता:

github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC

github.com/JChristensen/Timezone

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

github.com/adafruit/DHT-sensor-library

DS3231 RTC में CR2032 बैटरी स्थापित करें। 3.3v Arduino Pro Micro से कनेक्ट करें।

UTC को RTC.ino पर चलाएँ। यह DS3231 को UTC (ग्रीनविच मीन टाइम) पर सेट करता है।

माइक्रोएसडी कार्ड को फॉर्मेट करें। मैं विंडोज का उपयोग करता हूं, प्रारूप FAT32 है। इसे माइक्रोएसडी कार्ड एडॉप्टर में डालें।

IR सेंसर को सेटअप और कनेक्ट करें।

लोड स्केच, इन्फ्रारेड.इनो

एक रात के बाद, आप माइक्रोएसडी कार्ड निकाल सकते हैं और इसे पीसी में प्लग कर सकते हैं।

नाइट.सीएसवी को एक्सेल के साथ खोला जा सकता है (लिब्रे ऑफिस (फ्री) के साथ इसे खोलने का एक तरीका है)

चरण 5: परीक्षण और निष्कर्ष

मैंने एमएस एक्सेल के साथ माइक्रोएसडी कार्ड पढ़ा। स्प्रैडशीट में, मैं डिफरेंस नामक एक और कॉलम बनाता हूं जो कि IRTemp -96 है। यह 96F के आसपास तापमान में भिन्नता को दर्शाता है। फिर मैं अंतर की तुलना में दशमलव में घंटे का उपयोग करके एक चार्ट बनाता हूं। चार्ट रात भर तापमान परिवर्तन दिखाता है (वास्तविक तापमान नहीं)।

अगस्त १८ के लिए, मैंने अपनी टिप्पणियों के साथ फ़ाइल और चार्ट को शामिल किया।

कुछ लोगों का सुझाव है कि सामान्य रात तब होती है जब तापमान फिर से बढ़ना शुरू होने से कुछ घंटे पहले तक गिर जाता है। चार्ट उस पैटर्न का पालन करता प्रतीत होता है।

जो मुझे अधिक दिलचस्प लगता है वह वह समय है जब वह चढ़ना शुरू करता है जो वास्तव में आरईएम नींद हो सकता है। मेरे पास मेरे विथिंग्स स्लीप मैट से उसी रात का स्लीप डेटा है जो कहता है कि मैं ३:१५ से ४:५० बजे तक आरईएम स्लीप में था। जब यह थोड़ा बढ़ा तो यह IR ग्राफ से काफी मेल खाता है। विथिंग 1:30 से 2 तक REM भी दिखाता है जो कि IR शो जितना चौड़ा नहीं है।

चेतावनी: यह मेरी फिटबिट या मेरी गो2स्लीप रिंग से बिल्कुल भी सहमत नहीं है।

अगस्त19 के लिए, मैंने चार्ट को टिप्पणियों के साथ शामिल किया। यह एक असामान्य रात थी क्योंकि मेरी खिड़कियां खुली थीं लेकिन लगभग 10 मील दूर एक जंगल में आग लग रही थी जो धुएं और राख में बह रही थी। जब मैं सोने के लिए गया, तो मैं गर्म पक्ष में था और बहुत अच्छी तरह सो नहीं पाया।

निष्कर्ष:

तो मेरा सेटअप ऐसा लगता है जो मैं करना चाहता था।

मैं विशेष रूप से आईआर अस्थायी और आरईएम नींद के बीच एक संभावित लिंक देखकर खुश हूं और कुछ और परीक्षण करने की योजना बना रहा हूं।