Nasensensor Atmung optisch / akustisch "sicht-hörbar" machen

[Christian B. (chosof)]

Hallo zusammen,

Eine womöglich schwere Frage.
Möchte mir gerne eine
Entspannungs -Biofeedback- Brille bauen.

In der Brille soll eine Beleuchtung und zusätzlich ein Kopfhörer sein.

Jenachdem wie man atmet (Nasensensor an der Brille ) wird das Licht 
heller/dunkler, Ton lauter/leiser.


Nun die Frage:
Welche Komponenten benötige ich denn hierfür?
Ist so etwas kompliziert?

Würde mich richtig freuen, wenn ich Hilf-/Denkanstöße bekäme.

Vielen Dank für die genommene Zeit.

Chris

[Günter N. (gnatz)]

Das ist pauschal etwas schwer zu beantworten. Wenn man nur die Strömung 
messen will, reicht ein (möglichst kleines) Thermoelement. Da der 
absolute Wert nicht so bedeutend ist, muss die Referenzstelle nur (mit 
einer größeren Metallfläche) auf einer halbwegs konstanten Temperatur 
gehalten werden. Dann ist die kleine Thermospannung ein Maß für die 
Strömung und - beim Ausatmen - die Körpertemperatur, auf die die Luft 
gebracht wird. Wenn der Sensor klein genug ist, reagiert die Spannung 
schnell und man kann zwischen Einatmen - mit Temperatur der 
Umgebungsluft - und Ausatmen - mit Körpertemperatur - unterscheiden und 
sogar die Strömungsprofile messen.

Eine Alternative wäre die Nutzung eines empfindlichen Drucksensors. Auch 
kann man da je nach Richtung der Sensoröffnung zwischen vorbeiströmender 
Luft (Sensoröffnung senkrecht zum Luftstrom) oder Druck der Ausatmung 
(Sensoröffnung gegen den Luftstrom gerichtet) unterscheiden. Dann kommt 
es nur noch auf die Geschwindigkeit der Messung an. Diese hängt von dem 
Sensor selbst ab, der Abtastrate des AD-Wandlers und (bei seriellen 
Schnittstellen) von der Übertragungsrate ab.

[Gunnar F. (gufi36)]

Christian B. schrieb:
> Welche Komponenten benötige ich

nimm mal eine Vape auseinander, da findest du einen 
Druck-/Strömungssensor drin. Der kann eine Last schalten.

[Günter N. (gnatz)]

Es war ja kein Schaltvorgang gefordert, sondern ein mehr / weniger 
Signal. Einfacher als eine Messung an der Nase wäre ein weicher um die 
Brust gelegter elastischer Gurt, dessen durch die Atmung veränderte 
Dehnung mit einem Dehnungssensor erfasst wird. Solche Gurte gibt es auch 
für Fahrradergometer, da wurde dann noch der Puls (sogar der 
Pulsverlauf) erfasst. Aber wenn man die nutzen will, muss man noch das 
Funkprotokoll kennen. Hier geht es ja offensichtlich um eine halbwegs 
einfache Bastellösung.

[Harald K. (kirnbichler)]

Günter N. schrieb:
> Es war ja kein Schaltvorgang gefordert, sondern ein mehr / weniger
> Signal.

Mit einem in die Nase eingeführten Mikrophon sollte das möglich sein, da 
rauscht die Atemluft dran vorbei, genauso wie am Suchtnuckelsensor. Man 
muss halt die Auswertung des analogen Signales selbst erledigen.

Menschen mit Schnupfen und ähnlichen Symptomen können durchaus auch 
nicht durch die Nase atmen, also ist der Vorschlag, die 
Brustkorbbewegung abzugreifen, sicherlich zielführender.

Und ein Brustgurt ist auch weniger nervend als eine in die Nase 
geschobene Sonde.

[Rainer W. (rawi)]

Günter N. schrieb:
> Es war ja kein Schaltvorgang gefordert, sondern ein mehr / weniger
> Signal.

Dann vielleicht eine Glühbirne, bei der der Glaskolben entfernt wurde 
und dazu eine Regelung, die durch Variation des Stromes den Widerstand 
auf einen konstanten Wert hält.

[Günter N. (gnatz)]

Eine Glühbirne hat einen Temperaturverlauf ähnlich wie ein 
Platinwiderstand. Da ist die Temperaturmessung wegen der sehr geringen 
Veränderung zu aufwändig und erst recht eine Regelung auf konstante 
Temperatur = konstanten Widerstandswert. Schon die Nutzung eines 
Thermoelements ist wegen der sehr kleinen Spannungen ohne Verstärkung 
kaum möglich. Aber das dürfte auch für weniger erfahrene Bastler zu 
schaffen sein.

[Thomas B. (thombde)]

Rainer W. schrieb:
> Dann vielleicht eine Glühbirne, bei der der Glaskolben entfernt wurde
> und dazu eine Regelung, die durch Variation des Stromes den Widerstand
> auf einen konstanten Wert hält.

Das erinnert mich an das Variometer von Elektor 1988.
Kann sein das ich den Schaltplan noch habe.
Ansonsten gibt’s da viel im Netz.

PS:
Beitrag "Ansatz für digitales Differenzierglied"

[Thomas B. (thombde)]

Wollte ja noch was reinstellen.
Über Glühwendel vorheizen und PTC  verhalten.
Die Atemluft kühlt die Glühwendel usw.....

Aber der pauschale Minusmann kann das bestimmt besser.

[Mann Fred (Gast)]

Günter N. schrieb:
> Einfacher als eine Messung an der Nase wäre ein weicher um die
> Brust gelegter elastischer Gurt, dessen durch die Atmung veränderte
> Dehnung mit einem Dehnungssensor erfasst wird. Solche Gurte gibt es auch
> für Fahrradergometer,

Das sind aber keine "Dehnungsmessstreifen" sondern sie erfassen den 
Herschlag. Die Atmung würde ich mit einem Mikrofon erfassen. Einfach ein 
headset-Mikro vor die Nase. Wenn man hoch genug verstärkt, ist das 
locker zu höhren und zu prozessieren.

[Christian B. (chosof)]

Erstmal ALLEN VIELEN DANK!
Muss mich erstmal durchlesen.

Es geht definitiv um einen an der LED Brille angebrachten Sensor.

Gibt es hier "fertige Bausätze"?

Herzlichen Dank für Eure Hilfe

[Εrnst B. (ernst)]

Wie wäre es mit einem Pulsoxymeter?

Statt einem nervigen Nasensensor, der einem am Entspannen hindert, hat 
man dann eine nervige Fingerklammer...

Auswertung musst du evtl. selber machen, sonst siehst du den 
Sauerstoff-Unterschied zwischen Ein- und Ausatmen nicht. Kriegst aber 
gleich noch die Herzfrequenz frei Haus, ohne nervigen Brustgurt...

Und könntest auch feststellen, ob du tief genug Einatmest.


Wenn es unbedingt bei der Brille bleiben soll: Pulsoxymetrie geht auch 
reflektiv, zwar nicht so gut, aber für den Anwendungsfall evt. 
ausreichend. d.H. du hättest dann LED/Photodiode an den Brillen-Bügeln 
bei den Schläfen.

[Christian B. (chosof)]

Εrnst B. schrieb:
> Wie wäre es mit einem Pulsoxymeter?
>
> Statt einem nervigen Nasensensor, der einem am Entspannen hindert, hat
> man dann eine nervige Fingerklammer...
>
> Auswertung musst du evtl. selber machen, sonst siehst du den
> Sauerstoff-Unterschied zwischen Ein- und Ausatmen nicht. Kriegst aber
> gleich noch die Herzfrequenz frei Haus, ohne nervigen Brustgurt...
>
> Und könntest auch feststellen, ob du tief genug Einatmest.
>
>
> Wenn es unbedingt bei der Brille bleiben soll: Pulsoxymetrie geht auch
> reflektiv, zwar nicht so gut, aber für den Anwendungsfall evt.
> ausreichend. d.H. du hättest dann LED/Photodiode an den Brillen-Bügeln
> bei den Schläfen.

Jetzt muss ich zugeben, dass ich eher KEIN Fachmann bin!
Der Nasensensor würde definitiv nicht stören.
Habe zuhause von einer "Mindmaschine" eine zweite LED Brille übrig.
Und nun dachte ich mir, muss doch gehen, daran nen Sensor ( der das 
Ein-/Ausatmen überwacht)... und diese Signale lassen "irgendwie"das 
Brillenlicht hell/dunkel, und den Ton laut/leise werden.

Und nun eben die Frage.. Gibt es da irgendwie eine fast fertige 
Schaltung/Komponente?

Grüße

[Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)]

Christian B. schrieb:
>Möchte mir gerne eine Entspannungs -Biofeedback- Brille bauen.
>In der Brille soll eine Beleuchtung und zusätzlich ein Kopfhörer sein.
>Jenachdem wie man atmet (Nasensensor an der Brille ) wird das Licht
>heller/dunkler, Ton lauter/leiser.

Ich bin neugierig. Kannst du dazu etwas mehr schreiben? das 
Nutzungskonzept ist mir nicht klar, ich bin mit soetwas nicht vertraut, 
lerne aber gerne zu.

Man setzt sich also eine (teil-transparente?) Brille auf, lauscht Tönen 
bzw. hat eine (einfarbige?) Beleuchtung.  Und dann wird je nach Atmung 
(Intensität? Atemfrequenz?) das Licht bzw. der Ton variiert (irgendwohin 
geregelt). Hab ich das so richtig verstanden?

[Christian B. (chosof)]

Wegstaben V. schrieb:
> Christian B. schrieb:
>> Möchte mir gerne eine Entspannungs -Biofeedback- Brille bauen.
>> In der Brille soll eine Beleuchtung und zusätzlich ein Kopfhörer sein.
>> Jenachdem wie man atmet (Nasensensor an der Brille ) wird das Licht
>> heller/dunkler, Ton lauter/leiser.
>
> Ich bin neugierig. Kannst du dazu etwas mehr schreiben? das
> Nutzungskonzept ist mir nicht klar, ich bin mit soetwas nicht vertraut,
> lerne aber gerne zu.
> Man setzt sich also eine (teil-transparente?) Brille auf, lauscht Tönen
> bzw. hat eine (einfarbige?) Beleuchtung.  Und dann wird je nach Atmung
> (Intensität? Atemfrequenz?) das Licht bzw. der Ton variiert (irgendwohin
> geregelt). Hab ich das so richtig verstanden?

.... Genau richtig verstanden!
Genau soetwas würde ich gerne bauen.
Exakt wie DU es verstanden hast, sollte dies funktionieren!
Und ich dachte als NICHT Fachmann... Ich könnte meine LED Brille mit 
Kabel heranziehen und benötige DANN ?

DAS ist eben meine Frage 🫠🙂

[Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)]

Christian B. schrieb:
> Ich könnte meine LED Brille mit Kabel heranziehen und benötige DANN ?

Neben einen Sensor (Nasen-Mikrofon oder Brustgurt zur Atem- oder sogar 
Herzfrequenz) brauchst du vor allem eins:

Eine Vorgabe (Algorithmus), welches dir bestimmt, welcher "Input" dir 
welchen "Output" erzeugt, wie also Reaktion (des Nutzers) und Aktion 
(der Technik) zusammen gehören

Mal flapsig gesprochen:
lauteres schnaufen -> LED schneller blinken lassen oder Farbe wechseln?
langsamere Atemfrequenz -> andere Töne abspielen?

Wodurch "weiß" also dein System, das du nun entspannter bist, und wie 
geht es damit um?

[Εrnst B. (ernst)]

Wegstaben V. schrieb:
> Wodurch "weiß" also dein System, das du nun entspannter bist,

Das geht am einfachsten über die HRV...
https://de.wikipedia.org/wiki/Herzfrequenzvariabilit%C3%A4t

Am besten mit Korrelation zur Atemfrequenz.

[Peter N. (alv)]

In irgendeiner Elektronikzeitschrift gab es mal eine Bauanleitung, die 
Gehirnströme erfaßt und in irgendwelche Farben oder Töne umgesetzt hat.

Das Gerät sollte der autosuggestiven Entspannung dienen.