這盞燈根據(jù)你的睡眠時間和你的目標醒來時間，在最佳時間叫醒你，以獲得更好的睡眠質(zhì)量

這是一個智能睡眠輔助燈，可以(可能)改善你的睡眠，幫助你在早上感覺更精神。我從在線睡眠計算器和我在網(wǎng)上做的一些研究中得到靈感，想出了這個概念。

現(xiàn)在，讓我澄清一下，如果你因為過度工作或過度使用抖音而睡眠不足，它不會神奇地讓你感覺更好。你可以把這盞燈想象成一個增強版的鬧鐘替代品，它主要做兩件事：

首先，它會輕輕地喚醒你，就像初升的太陽一樣。當起床的時候，燈的亮度逐漸增加，從溫暖的橙色過渡到明亮的白色，在五到十分鐘的時間里模仿美麗的日出。

第二部分更有智慧。它會根據(jù)你想要的起床時間和實際的睡眠時間計算出你醒來的最佳時間，并確保你在睡眠周期結束時被喚醒。

請繼續(xù)閱讀以了解更多有關該概念的信息。

理論

要了解燈的工作原理，我們需要了解睡眠周期的概念。

當你入睡時，你要經(jīng)歷4個主要階段。第一階段是淺睡眠。這是清醒和睡眠之間的過渡，持續(xù)大約5-10分鐘。

然后你進入稍微深一點的睡眠。在這個階段，你的體溫下降，你的心率和呼吸變得更有規(guī)律。

第三階段是深度睡眠。在這個階段很難醒來，如果你醒了，你可能會感到迷失方向。

最后，你進入快速眼動睡眠，大多數(shù)生動的夢都發(fā)生在快速眼動睡眠期間。當你在夢中跑馬拉松時，你的肌肉會暫時癱瘓，阻止你真正站起來跑。

這四個階段構成了一個持續(xù)約90分鐘的睡眠周期。你會在夜間經(jīng)歷幾次這樣的循環(huán)。雖然持續(xù)時間可能因人而異，但根據(jù)幾項研究，平均約為90分鐘。

例如，Vlasta Brezinova的一篇相當古老的論文調(diào)查了不同年齡人群的睡眠周期持續(xù)時間。雖然持續(xù)時間有所不同，但平均持續(xù)時間約為90分鐘。其他研究論文似乎也同意這一點。我已經(jīng)把我的研究成果寫下來了。

在線睡眠計算器

像這樣的在線睡眠計算器是一種簡單的工具，它可以幫助你根據(jù)睡眠周期的概念找出睡覺或起床的最佳時間。

它們從你想要的起床時間向后工作：你輸入你需要醒來的時間。

他們根據(jù)睡眠周期計算最佳就寢時間：使用平均90分鐘的睡眠周期長度，他們以90分鐘為單位計算出幾種可能的就寢時間。這些睡覺時間是為了讓你在鬧鐘響之前完成一定數(shù)量的完整睡眠周期。

例子:

如果你需要在早上7點起床，睡眠計算器可能會建議以下就寢時間：

?晚上10:00(6個完整的睡眠周期+入睡時間)

?晚上11:30(5個完整的睡眠周期+入睡時間)

?凌晨1:00(4個完整的睡眠周期+入睡時間)

?我們將做幾乎相同的事情，但方向相反。

這個概念

就像我提到的，燈會根據(jù)你想要醒來和入睡的時間，計算出你醒來的最佳時間，并確保你在睡眠周期結束時被喚醒。

讓我來解釋一下這是怎么回事。假設你晚上10點半睡覺，你想在早上6點起床。這盞燈會做一些快速的計算，計算出3、4、5個睡眠周期的結束時間。也就是凌晨3點，4點半，然后是6點。在這種情況下，燈會在早上6點叫醒你。

現(xiàn)在，如果你睡得晚一點，比如晚上11:30，同樣的過程也會發(fā)生。第三個周期的結束時間是凌晨4點，第四個周期是早上5點半，第五個周期是早上7點。因為你的目標起床時間是早上6點，它會檢查哪個周期結束時間最接近。這是第四個周期的結束，在早上5:30。這就是燈叫醒你的時間。

計算睡眠時間

現(xiàn)在，你可能會想，“這盞燈到底怎么知道我什么時候睡著了呢?”事實是，它并不確切知道。但是，它做了一個非常聰明的有根據(jù)的猜測。為了做到這一點，我們做了兩個關鍵的假設。

首先，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人在睡覺前會花一點時間放松自己，可能是在床上刷手機或看書。其次，我們依靠過去的一些研究表明，成年人在晚上躺下后平均需要15分鐘才能入睡。你可能見過的那些在線睡眠計算器也經(jīng)常使用這個15分鐘窗口。

所以，我們是這樣做的：我們在燈下面安裝一個小的接近傳感器。一旦你用完手機或書本，準備入睡，你只需把它放在燈前，接近傳感器就會檢測到它。然后，燈會等待一小段時間，以確保你沒有把它撿起來，然后它會自動關閉。然后開始15分鐘的倒計時，假設這大概是你入睡的時間。在這15分鐘之后，喚醒時間將按照我之前描述的方式精確計算。

燈的設計

燈罩本身實際上可以3D打印。如果您對此感興趣，可以在下面找到我制作的STL文件。

現(xiàn)在，你可能注意到我的燈有這個漂亮的木制框架和底座。但它根本不是木頭!這是泡沫板!

我們需要兩個u型截面。每個底部都有一個小突起，為接近傳感器創(chuàng)造空間，中間有一個缺口，這樣它們就可以連接在一起。

然后我用一卷空的玻璃紙膠帶做了一個底座。

擴散板

為了漫射光線，我們將使用一種有趣的材料。這實際上是從一臺壞掉的筆記本電腦屏幕上搶救出來的擴散片。

你通?？梢院苋菀椎卦诋?shù)氐碾娮訌U品店找到這些。這張紙對我們的項目來說是完美的，因為它美麗地漫射光線，給它一個漂亮的磨砂玻璃外觀。

逼真的木質(zhì)外觀

現(xiàn)在，讓我向你展示我是如何給泡沫板逼真的木紋外觀。首先，我混合了一種淺棕色的丙烯酸顏料，并在所有的表面涂上了它。均勻地覆蓋邊緣也很重要。完成后，讓它完全干透。

接下來，我拿了一種深色的棕色水彩，用一點水稀釋。我用海綿輕輕地用長而直線的筆畫上泡沫。確保海綿在所有表面上以相同的方向運行，模仿木材的自然紋理。別忘了把那些邊緣也涂上深色的油漆!一旦所有的碎片都被涂上了，把它們放在一邊完全干燥。

最后，我們需要一個更深的棕色來真正帶出細節(jié)。我混合了一些棕色水彩和一點黑色。這一次，我比以前稀釋了一點。使用同樣的海綿技術，我像之前一樣使用筆畫，確保它們都朝著同一個方向運行。讓它最后一次干燥，你就有了一個漂亮的木制成品!沒人會猜到下面有泡沫板!

電子產(chǎn)品

晾干的時候，讓我們把注意力轉移到電子產(chǎn)品上。在我們的燈的核心，我們將使用一個微小的ESP32板，稱為小ESP32S3。這對于從互聯(lián)網(wǎng)上獲取時間和確保led接收到正確的信號至關重要。

對于光源，我們使用高質(zhì)量的WS2813可尋址LED帶。高質(zhì)量的色帶對于準確再現(xiàn)色彩至關重要，尤其是當你想在晚上營造出放松的環(huán)境效果時。

對于這兩款產(chǎn)品，我都使用了Seeed studio的電子產(chǎn)品，因為他們的組件非?？煽浚琹ed的質(zhì)量也非常好。

我們還將使用一個小型紅外接近傳感器。你不需要高端的;一個基本的，負擔得起的就可以了。

讓我們開始把我們的LED條削減到10個LED。

現(xiàn)在進行布線-按照連接圖：

為了確保一切正常工作，我編寫了一個簡單的測試代碼，產(chǎn)生柔和、溫暖的白光。

連接

現(xiàn)在我們可以繼續(xù)連接所有的電子設備。對于小ESP32，我建議創(chuàng)建一個小插座與電線焊接到母頭。我已經(jīng)在之前的項目中展示了如何做到這一點。

不幸的是，就在這一點上，我的烙鐵決定放棄我!所以，對于剩余的連接，我不得不使用跳線。您可以按照這里的接線圖進行連接。

確保留下三個母跳線連接器免費下面的接近傳感器，我們將稍后連接。

好吧，這可能不是最漂亮的布線工作，但由于它將被藏在燈里，它目前的功能是完美的。一旦我的新烙鐵到達，我肯定會整理東西與適當?shù)暮附舆B接。

組裝

抓住橡膠膠粘劑，并適用于大量的缺口兩個U節(jié)。讓粘合劑風干約5分鐘，然后將兩片粘合在一起。當你把這些碎片牢牢地壓在一起時，就會形成更牢固的粘合。

接下來，把擴散片小心地包裹在底座上。在重疊的兩端涂上一些橡膠粘合劑，并將它們固定在一起。對底蓋做同樣的事情。

如果你注意到，我沒有把擴散片或基礎覆蓋直接粘到基礎本身。這是為了讓我很容易刪除他們以后，如果我曾經(jīng)需要故障排除或訪問電子設備。

你還會注意到我在底部創(chuàng)建了一個小槽。這是專門針對USB-C電纜的，允許我們?yōu)镋SP32供電并在需要時重新編程，而無需將所有東西拆開。

最后，小心地滑動整個基礎組件之間的兩個膠合u型段。

用雙面膠帶把接近傳感器固定在下面。就這樣，我們的燈的主體結構完成了!

代碼

現(xiàn)在是時候?qū)⒅鞔a上傳到ESP32了。它在很大程度上遵循了我們在開始時討論的相同原則。

該代碼使用互聯(lián)網(wǎng)獲取當前時間。如果您使用RTC模塊，則可以消除此問題。它有一個名為runSunriseAnimation()的函數(shù)，用來模擬我之前提到的美麗的日出動畫。函數(shù)calculateWakeTime()根據(jù)當前時間(睡眠時間)計算喚醒時間。它假設入睡時間為15分鐘，睡眠周期為90分鐘。然后，它根據(jù)設定的理想起床時間(代碼中的上午7點)計算最接近的叫醒時間。

現(xiàn)在，說實話，我的代碼可能并不完美，所以我真的鼓勵您看一下它。如果你發(fā)現(xiàn)任何需要改進的地方，請在評論中分享你的建議——我很樂意聽到你的想法并向你學習。但現(xiàn)在，代碼的功能是預期的，將使我們的燈工作。

結論

這就是答案!我們的睡眠周期燈終于完成了!看起來是不是很棒?老實說，誰能猜到這不是真的木頭?另外，我們給了一個廢棄的筆記本電腦屏幕一個新的生命——這是一個雙贏!

現(xiàn)在，使用它很簡單。在你開始放松之前——不管你是在看手機還是在看書——把燈打開。然后，當你準備睡覺的時候，把手機放在它前面的桌子上，然后慢慢入睡。燈會處理剩下的事情，輕輕地關掉，在最佳時間叫醒你，所有這些都不會擾亂你的睡眠周期。不過，我想要一個能發(fā)出日出效果的揚聲器。

本文編譯自hackster.io