Schlafphasen-Licht-Wecker | Sleeping Phase-Light-Alarn
26.07.2008 by Eugen Peters
| deutsch | english | |
|---|---|---|
| Ansatz
Jeder kennt es. Manchmal wird man morgens vom Wecker geweckt und fühlt sich einfach gerädert. Woran liegt das? Außer an zu wenig Schlaf kann es daran liegen, dass man mitten aus dem Tiefschlaf gerissen wird vom Wecker, der wie Pauken durchs Gehirn zieht, oder weil es draußen noch viel zu dunkel ist und der eigene Körper einem sagt, dass es noch nicht Zeit ist, das Bett zu verlassen. |
Approach
Everyone knows the feeling – Some mornings you are woken up by your alarm clock and feel completely miserable. What is the reason? It could be the effect of too short a night’s sleep. But often, it is because you have been startled in the middle of a deep sleep phase , by an alarm sound that blears in your head like bass drums. And maybe it is just still far too dark outside for your body to register that it is time to get up |
|
| Konzept
Der Schlafphasen-Licht-Wecker soll ein angenehmes Erwachen ermöglichen. Er ermittelt die optimale Weckphase, hüllt den Raum kontinuierlich mit Tageslicht ein, spielt angenehme Naturgeräusche oder ruhige Musik beim Wecken. Dabei ist er leicht zu bedienen. Keine umständlichen Tasten mehr. Ein simples Menü führt zu allen Einstellungen, allein durch Drehen, Neigen und Drücken des Weckers. |
Concept
The Sleeping Phase-Light-Alarn is designed to wake you up pleasantly. It registers the ideal time for waking, gradually fills the room with daylight, and plays pleasant nature sounds or calm music. It is easy to use – no more cumbersome buttons. A simple menue leads you to all settings, and it is navigated by simply turning, tilting or pushing the alarm clock. |
|
| Funktionsweise
Wir brauchen unseren täglichen Schlaf, um uns zu erholen und um Energie zu sparen. Unser Gehirn wird während des Schlafs aufgeräumt, das am Tag Gelernte wird dauerhaft gespeichert, Erlebnisse verarbeitet und unwichtige Informationen gelöscht. Tiefschlafphasen dienen dabei. Nahezu jeder Mensch durchläuft jede Nacht die gleichen Schlafphasen. Tiefschlafphasen wechseln sich mit REM-Phasen (Rapid Eye Movement) ab, die Leichtschlafphasen trennen Tiefschalphasen voneinander. Anfänglich sind die Tiefschlafphasen sehr lang und REM-Phasen kurz. Dies ändert sich gegen Ende des Schlafrhytmus‘ (zwischen 6 und 9,5 Stunden sind üblich). Die REM-Phasen werden länger, Tiefschlafphasen finden zum Teil gar nicht mehr statt. Der Tiefschlaf ist für die körperliche Erholung wichtig, aber auch für effektives Lernen. Über die Funktion des REM-Schlafes herrscht noch Unklarheit. Es wird jedoch vermutet, dass während dieser Schlafphase erlebte Situationen verarbeitet und aufgenommene Informationen zum Teil im Langzeitgedächtnis gespeichert werden. Die Rolle der Träume wird dabei noch erforscht. |
Functionality
Our bodies need sleep to recover and conserve energy. During sleeping time, our brain is reorganized,information gathered during the day is committed to long-term memory, experiences are processed, and unimportant information is deleted. Deep sleep phases play an essential role there.Almost every human-being experiences the same sleeping pattern every night. Deep sleep phases alternate with REM phases (Rapid Eye Movement). These phases of light sleep separate the deep sleep phases. After falling asleep for the first time, the deep sleep phases are very long and the REM phases relatively short. This changes towards the end of the sleeping pattern (which is usually between 6 and 9.5 hours). The REM phases become longer, and deep sleep phases shorten or do not take place at all. Deep sleep phases are important for the body’s recovery, but also for the ability to learn effectively. There are still divided opinions about the function of REM phases. It is assumed that situations experienced during the day are processed and absorbed information is partly stored in long-term memory. Itis still being researched which part dreams play here. |
| Melatonin hat eine schlafanstoßende Wirkung und sorgt dafür, dass wir einschlummern. Im Gegensatz dazu wirkt sich die Ausschüttung von Serotonin stimmungsaufhellend auf den Organismus aus. Die Produktion dieses Hormons wird durch Tageslicht eingeleitet und senkt die Produktion von Melatonin. Somit wachen wir mit besserer Laune bei Tageslicht auf als nachts. Der Schlafphasen-Licht-Wecker bedient sich beider Möglichkeiten des angenehmen Aufwachens, gepaart mit sanften Klängen. Im Tiefschlaf bewegt sich der Mensch nicht. Während der REM-Phasen nur die Augen. Lediglich in den Leichtschlafphasen, die fast genauso nah dem Wachzustand sind, wie REM-Phasen, verändert der Körper seine Position, um nicht wundlägerig zu werden. Mittels Bewegungsmelder an einem Armband merkt der Wecker das. Bei einem gewünschten Weckzeitpunkt misst er die Bewegung in einer bestimmten Zeitspanne. Ist beispielsweise der Wecker auf 7:00 Uhr gestellt, so misst er ab ebenfalls beispielsweise einer halben Stunde vorher, ob der Schlafende sich in einer Leichtschlafphase befindet. Falls ja, weckt er. Im schlimmsten Falle wacht man eine halbe Stunde früher auf, als gewünscht, aber dafür zum angenehmsten Zeitpunkt. Sollte der Schlafende unerwarteterweise keine Leichtschlafphase im vorgegebenen Zeitraum haben, wacht er zum gesetzten Zeitpunkt auf (in diesem Beispiel 7:00 Uhr). Da der Wecker auf schon gemessene Schlafrhythmen zurückgreifen kann, kann er errechnen, ab wann das Licht von Null auf Tageslicht hochdimmt, um die Produktion von Serotonin anzuregen und somit auch Wahrscheinlichkeit senken, in eine Tiefschlafphase zu treten. | Melatonin has the effect of initiating sleep und causes us to dose off. Seratonin, on the other hand, works as a stimulant to our organism. The production of this hormone is triggered by daylight, whilst lowering the body’s production of melatonin. This is why we awaken in a better mood by daylight than we do at night. The Sleeping Phase-Light-Alarm utilizes both options of a pleasant awakening, paired with gentle sounds. In deep sleep, a person does not move. During a REM phase only the eyes move. It is only in phases of light sleep, phases that are almost as close to being awake as REM-phases, that the body changes its position, to avoid becoming sore. Utilizing movement sensors on a wristband, the clock can detect these phases. During a preset time span, it measures the body’s movements. For example, if the alarm time is set at7AM, it starts measuring the body’s movement to determine whether it is in a phase of light sleep. If this is the case, it starts the waking process. It is possible that you are awoken half an hourearly, but it will be a pleasant awakening, as opposed to a later, less pleasant one. If the sleeper does not have a phase of light sleep during the half-hour time span, which is unlikely, he will be woken up at the set time (in this example 7AM). Since the alarm is able to use prior measured sleeping patterns, it can calculate the point of time when it has to fade the light from zero up to daylight. This encourages the production of seratonin and helps to prevent your body from sinking into a deep sleep phase shortly before waking time. | |
| Aufbau
Der Wecker besteht äußerlich aus einer milchtrüben Kugel und einem Sockel in der gleichen Farbe. Keine Taste. Kein Knopf. Kein Drehrad. Im Inneren befinden sich einige LED Matritzen, ein LCD-Monitor, der von einer LED-Matrix durchleuchtet wird und somit das Bild von Innen an die milchtrübe Kugel wirft und einer Bikonkavlinse, die das Bild vergrößert. Im Sockel befinden sich vier Drucksensoren und ein Powermate. Beim Dummy noch ausgelagert befindet sich ein Arduino Board, Stromzufuhr und ein Motortreiber. Das Menü wurde mittels Processing geschrieben. Ein Wii wird für die Ermittlung der günstigen Schlafphase eingesetzt. |
Construction
The exterior of the alarm is made up of a white translucent, milky orb on a socket of the same colour. No keys. No buttons. No dials. The interior holds a number of LED matrixes, an LCD monitor lit by an LCD matrix thereby casting the image onto the surface of the sphere from the inside and a bi-conclave lens that enlarges the image. Four pressure sensors are installed in the socket, as well as a Powermate. In the dummy-version, the Arduino Board, power supply and motor are external. The menue was programmed using processing. A Wii is used as a motion detector. |
| Bedienung
Die Kugel ist das Eingabeelement. Durch Drehen kann man das Licht dimmen und den Wecker somit als Tischleuchte benutzten. Durch Herunterdrücken kommt man ins Menü. Durch Drehen bewegt man sich im Untermenü und bestätigt abermals mit Drücken. Im Ausgangsmenü kann man durch Kippen nach hinten die Weckeinstellungen sehen. |
Handling
The orb functions as the control medium: By twisting it, you are able to dim the light. This makes the alarm also a table lamp. By pressing the orb down into the socket you enter the menue. You navigate the submenue by twisting the orb, and select a setting by pressing it down. In the default menue, you can switch to display the set waking time by tilting the orb backwards. |
|
|
| Ausblick
Durch den Einsatz des Arduino Nano, Miniboxen und Hochleistungs-LEDs ermöglicht man die Unterbringung der gesamten Hardware im Wecker und eine höhere Lichtstärke. Der Bewegungsmelder lässt sich ebenfalls durch Arduino Nano, Bluetooth DIP Module und Accelerometer Breakout Board – ADXL203CE von Sparklin, in einem Schweißband unterbringen. Weitere Möglichkeiten sind beispielsweise updaten der Weckzeiten mit dem Kalender am Rechner per Bluetooth, genaue Schlafphasenanalyse oder Erinnerung an Ruhezeiten. |
Persepectives
The use of Arduino Nano, mini speakers and high power LEDs make it possible to install the entire hardware inside the orb and socket, as well as to use a greater strength of light. It is further possible to compact the motion sensor into a wristband, using Arduino Nano, bluetooth DIP modules, and Accelerometer Breakout Board – ADXL203CE from Sparklin. Further possibilities for instance include updating waking times using the computer calendar function and bluetooth, precise sleep patterned analysis orquiet time memory. |
