Hoe de sensoren in de fitnesstracker werken

Nog maar een paar jaar geleden waren fitnessarmbanden in feite veredelde stappentellers die om je pols werden gedragen. Nu doen ze van alles, van het meten van uw hartslag tijdens het hardlopen tot het waarschuwen dat u uit de zon moet komen. En ze zijn overal. Elk bedrijf, van Fitbit tot Jawbone en Microsoft, maakt nu een behoorlijk geavanceerd stukje polsgedragen technologie – allemaal met de belofte van een betere gezondheid.

Maar wat zit er eigenlijk in deze dingen?

Ook al zijn fitnessbandjes vrij eenvoudig vergeleken met volwaardige smartwatches, een groeiend aantal sensoren die erin zijn gepropt, heeft ze tot complexe laboratoria om je pols gemaakt. Microsoft’s Band adverteert bijvoorbeeld met 10 verschillende sensoren in het kleine pakket. Nu de verwachtingen hoger zijn dan ooit, worden bands erg technisch en ingewikkeld om te concurreren.

Verwant

  • Fitbit's kindvriendelijke Ace 2 fitnesstracker is nu beschikbaar voor pre-order
  • Amazon verlaagt de prijzen voor de activiteitentrackers Samsung Gear Fit en Fitbit Alta
  • Amazon verlaagt de prijzen voor Fitbit-fitnesstrackers voor het nieuwe jaar

Dit zijn de sensoren binnenin, die ervoor zorgen dat het gebeurt.

Versnellingsmeters

De meest voorkomende en standaard tracker is de versnellingsmeter. Het kan voor meerdere dingen worden gebruikt, maar wordt meestal in stappen uitgevoerd. Door de oriëntatie en versnellingskracht te meten, kunnen ze bepalen of het apparaat horizontaal of verticaal is en of het beweegt of niet.

Aanbevolen video's

Niet alle versnellingsmeters zijn gelijk gemaakt. Je vindt zowel digitale als analoge, verschillende gevoeligheden en verschillende aantallen assen. De zeer eenvoudige sensoren hebben slechts twee assen, terwijl sensoren met drie assen hun positie in drie dimensies kunnen meten. Op dit moment gebruiken de meeste fitnesstrackers redelijk geavanceerde versnellingsmeters voor meer nauwkeurigheid.

GPS

GPS is een decennia oude technologie, maar de verschijning ervan in fitnessbanden is relatief nieuw omdat de chips worden efficiënter – niemand wil een enorme band om zijn pols om een ​​reus in te huisvesten accu.

GPS verbruikt nog steeds behoorlijk veel energie in vergelijking met andere sensoren.

Het mondiale positioneringssysteem omvat een netwerk van in totaal 29 satellieten die in een baan om de aarde draaien. Op elke locatie moet een persoon zich binnen het bereik van vier satellieten bevinden die nodig zijn om een ​​exacte locatie te bepalen.

De GPS-ontvanger ontvangt een hoogfrequent radiosignaal met laag vermogen van de satellieten. De tijd die nodig is voordat een signaal uw pols bereikt, kan worden vertaald in uw afstand tot de satelliet, die kan worden vertaald in nauwkeurige coördinaten met gegevens van voldoende satellieten. GPS-chips worden steeds beter in het omgaan met batterijgebruik, maar GPS verbruikt nog steeds behoorlijk veel energie in vergelijking met andere sensoren.

In tegenstelling tot het eenvoudig tellen van stappen, kunnen hardlopers, wandelaars en fietsers met GPS eenvoudig hun oefeningen in kaart brengen en het terrein analyseren waar ze aan het trainen waren.

Optische hartslagmeters

In tegenstelling tot het ECG dat een arts kan gebruiken om uw hartslag te meten, meet een optische hartslagmeter uw hartslag met behulp van licht. Een LED schijnt door de huid en een optische sensor onderzoekt het licht dat terugkaatst. Omdat bloed meer licht absorbeert, kunnen schommelingen in het lichtniveau worden vertaald in de hartslag – een proces dat fotoplethysmografie wordt genoemd.

Momenteel is het gebruik van een optische hartslagmeter om de pols niet zo nauwkeurig als het gebruik van een hartslagmeter op de vingertop of op de borst. De op de borst gedragen modellen bootsen een ECG-machine beter na.

Basis B1
Basis B1 demontage (Afbeelding: iFixit)

Er zijn ook veel nuances in fotoplethysmografie, dus er zal meer variatie zijn van merk tot merk. Elke band moet bijvoorbeeld de huidskleur compenseren. Ondanks enkele verhevenheid door fabrikanten, kan de nauwkeurigheid van de resultaten aanzienlijk variëren. Deze zijn niet voor professionele atleten, ze worden meer gebruikt voor algemene hartslagbegeleiding, vooral voor de types die de pols dragen.

Galvanische huidreactiesensor

Galvanische huidresponssensoren meten de elektrische connectiviteit van de huid. Wanneer interne of externe krachten opwinding veroorzaken – van welke aard dan ook – wordt de huid een betere geleider van elektriciteit. Als je begint te zweten, hetzij door inspanning of door iets anders, kan de band dat in de gaten houden.

Een LED schijnt door de huid en een optische sensor onderzoekt het licht dat terugkaatst.

Door te detecteren wanneer iemand zweet, krijgt de software meer informatie over wat een gebruiker doet, waardoor de gezondheid beter kan worden gevolgd. In staat zijn om het activiteitsniveau te correleren met een andere bron dan alleen de zwaartekracht van de versnellingsmeter, zorgt ervoor dat deze programma's een meer trainerachtige rol kunnen spelen, waarbij specifieke oefeningen en niveaus worden aanbevolen inspanning.

Thermometers

Zelfs een eenvoudige thermometer kan waardevolle informatie verschaffen over uw huidtemperatuur. Een stijgende huidtemperatuur kan aan een fitnessband aangeven dat u zich inspant, of als uw hartslag niet overeenkomstig stijgt, dat u mogelijk ziek wordt.

Omgevingslichtsensoren

Omgevingslichtsensoren zijn overal om ons heen. Je kunt bijvoorbeeld tegen je telefoon zeggen dat hij het scherm 's nachts moet dimmen en in de zon helderder moet maken. Een fitnesstracker gebruikt hem voor hetzelfde doel en voor het detecteren van het tijdstip van de dag.

Samsung GearFit
Demontage van de Samsung Gear Fit (Afbeelding: iFixit)

Door de manier waarop een omgevingslichtsensor werkt, wordt het lichtspectrum versmald, zodat alleen vormen van licht die zichtbaar zijn voor het menselijk oog worden gedetecteerd. Dat licht wordt vertaald in een digitaal signaal en naar de processor binnen de band gevoerd.

UV-sensoren

Maar hoe zit het met andere vormen van licht? In plaats van uw fitnessband te vertellen hoe helder het om u heen is, vertellen UV-sensoren wanneer u mogelijk schadelijke UV-straling absorbeert, meestal van de zon. Software vergelijkt deze gegevens met de waarden die door wetenschappers als schadelijk worden beschouwd, en verwarmt je zodat je uit de zon kunt komen als je dreigt te verbranden.

Bio-impedantie sensoren

De nieuwe UP3-polsband van Jawbone maakt gebruik van een enkele bio-impedantiesensor om drie bases te dekken: hartslag, ademhalingsfrequentie en galvanische huidreactie. Volgens de eigen blog van het bedrijf na de technologie uitleggend: “De sensor meet zeer kleine impedantieveranderingen in je lichaam. Voor de hartslag meten we de impedantieveranderingen die worden veroorzaakt door het bloedvolume dat in de ulnaire en radiale slagaders stroomt.

Dezelfde sensor, die om de pols wordt gedragen, zal ook de ademhaling en hydratatie kunnen meten door te kijken naar meetgegevens zoals zuurstof in het bloed. Het doet dit door vier elektroden te gebruiken die een klein beetje elektrische energie naar elkaar toe sturen, en vervolgens de resultaten te meten.

Conclusie

Deze sensoren kunnen een fitnessband voorzien van heel veel gegevens over je hartslag, lichaamstemperatuur en zelfs hoogte, maar het is niet veel waard zonder software om deze in nuttig advies te vertalen. Van het anticiperen op ziekte tot het aansporen om morgen meer te gaan bewegen: al deze sensoren werken samen die echt een duidelijk beeld geven van uw huidige gezondheid en wat u kunt doen om deze te verbeteren morgen.

Aanbevelingen van de redactie

  • Xiaomi's Mi Smart Band 4 is een aantrekkelijke, goedkope fitnessband/smartwatch-mash-up
  • De beste goedkope fitnesstrackers van 2019
  • De nieuwe fitnesstracker van Fitbit is de goedkoopste, maar je kunt hem niet zelf kopen