Ako fungujú senzory vo vnútri fitness trackera

Len pred pár rokmi boli fitness náramky v podstate oslavované počítadlá krokov, ktoré sa nosili na zápästí. Teraz robia všetko od merania vášho srdcového tepu pri behu až po varovanie, aby ste vyšli zo slnka. A sú všade. Každá spoločnosť od Fitbit po Jawbone a Microsoft teraz vyrába celkom pokročilú technológiu nositeľnú na zápästí – to všetko s prísľubom lepšieho zdravia.

Ale čo je v týchto veciach?

Aj keď sú fitness náramky v porovnaní s plnohodnotnými inteligentnými hodinkami pomerne jednoduché, rastúci počet senzorov naplnených vo vnútri ich zmenil na zložité laboratóriá na vašom zápästí. Napríklad spoločnosť Microsoft Band inzeruje 10 rôznych senzorov v malom balení. S očakávaniami vyššími ako kedykoľvek predtým sa kapely stávajú veľmi technickými a ich konkurencia je komplikovaná.

Súvisiace

  • Fitbit fitness tracker Ace 2 vhodný pre deti je teraz k dispozícii na predobjednávku
  • Amazon znižuje ceny zariadení na sledovanie aktivity Samsung Gear Fit a Fitbit Alta
  • Amazon znižuje ceny fitness trackerov Fitbit na nový rok

Toto sú senzory vo vnútri, vďaka ktorým sa to stane.

Akcelerometre

Najbežnejším a najzákladnejším zahrnutým sledovačom je akcelerometer. Dá sa použiť na viacero vecí, ale zvyčajne sa používa na počítanie krokov. Meraním orientácie a sily zrýchlenia môžu určiť, či je zariadenie horizontálne alebo vertikálne a či sa pohybuje alebo nie.

Odporúčané videá

Nie všetky akcelerometre sú si rovné. Nájdete digitálne aj analógové, rôzne citlivosti a rôzne počty osí. Tie úplne základné budú mať len dve osi, pričom trojosové senzory dokážu merať svoju polohu trojrozmerne. V tomto bode väčšina fitness trackerov používa pomerne pokročilé akcelerometre na zvýšenie presnosti.

GPS

GPS je desaťročia stará technológia, ale jej vzhľad vo fitness pásikoch je relatívne nový, pretože čipy sú čoraz efektívnejšie – nikto nechce mať na zápästí obrovský remienok, do ktorého by sa zmestil obr batérie.

GPS je stále dosť energeticky náročný v porovnaní s inými senzormi.

Globálny polohovací systém a obsahuje sieť 29 satelitov obiehajúcich okolo Zeme – na akomkoľvek mieste by sa človek mal nachádzať v dosahu štyroch satelitov potrebných na určenie presnej polohy.

Prijímač GPS prijíma vysokofrekvenčný rádiový signál s nízkym výkonom zo satelitov. Čas potrebný na to, aby signál dosiahol vaše zápästie, sa dá preložiť do vašej vzdialenosti od satelitu, ktorá sa dá previesť na presné súradnice s údajmi z dostatočného množstva satelitov. Čipy GPS sa naďalej zlepšujú pri zvládaní spotreby batérie, ale GPS je stále dosť energeticky náročný v porovnaní s inými senzormi.

Na rozdiel od jednoduchého počítania krokov umožňuje GPS bežcom, chodcom a cyklistom jednoducho zmapovať svoje cvičenie a analyzovať terén, v ktorom jazdili.

Optické monitory srdcového tepu

Na rozdiel od EKG, ktoré môže lekár použiť na meranie vašej srdcovej frekvencie, optický monitor srdcovej frekvencie meria vašu srdcovú frekvenciu pomocou svetla. LED dióda svieti cez pokožku a optický senzor skúma svetlo, ktoré sa odrazí späť. Keďže krv absorbuje viac svetla, kolísanie úrovne svetla sa môže premietnuť do srdcovej frekvencie – proces nazývaný fotopletyzmografia.

V súčasnosti nie je používanie optického monitora srdcovej frekvencie na zápästí také presné ako používanie monitora na špičke prsta alebo na hrudi. Modely na hrudi viac napodobňujú EKG prístroj.

Základ B1
Roztrhnutie základu B1 (Obrázok: iFixit)

Vo fotopletyzmografii je tiež veľa nuancií, takže od značky k značke bude viac variácií. Napríklad každý pás musí kompenzovať tón pleti. Napriek niektorým vznešeným výrobcom sa presnosť výsledkov môže výrazne líšiť. Nie sú určené pre profesionálnych športovcov, skôr sa používajú na celkové vedenie srdcovej frekvencie – najmä typy nosené na zápästí.

Galvanický snímač odozvy pokožky

Galvanické snímače odozvy pokožky merajú elektrickú konektivitu pokožky. Keď vnútorné alebo vonkajšie sily spôsobujú vzrušenie – akéhokoľvek druhu – pokožka sa stáva lepším vodičom elektriny. V podstate, keď sa začnete potiť, či už pri cvičení alebo niečom inom, kapela to bude môcť monitorovať.

LED dióda svieti cez pokožku a optický senzor skúma svetlo, ktoré sa odrazí späť.

Detekcia, keď sa niekto potí, poskytuje softvéru viac informácií o tom, čo používateľ robí, čo umožňuje lepšie sledovanie zdravotného stavu. Byť schopný korelovať úroveň aktivity s iným zdrojom ako len gravitáciou z akcelerometra, umožňuje týmto programom nadobudnúť skôr úlohu trénera – odporúčanie konkrétnych cvičení a úrovní námaha.

Teplomery

Dokonca aj základný teplomer môže poskytnúť cenné informácie o teplote vašej pokožky. Rastúca teplota kože môže naznačovať fitness páske, že sa namáhate, alebo ak vaša srdcová frekvencia nezodpovedá tomu, že môžete ochorieť.

Senzory okolitého svetla

Senzory okolitého svetla sú všade okolo nás. Napríklad vášmu telefónu poviete, aby v noci stlmil obrazovku a rozjasnil ju na slnku. Fitness tracker ho používa na rovnaký účel a na zistenie denného času.

Samsung Gear Fit
Zrušenie Samsung Gear Fit (Obrázok: iFixit)

Spôsob, akým funguje snímač okolitého svetla, sa svetelné spektrum zužuje, takže sa detegujú iba formy svetla viditeľné pre ľudské oko. Toto svetlo je preložené do digitálneho signálu a privádzané do procesora v pásme.

UV senzory

Ale čo iné formy svetla? Namiesto toho, aby vášmu fitness náramku hovorili, ako je okolo vás jasné, UV senzory vám povedia, kedy môžete absorbovať škodlivé UV žiarenie – zvyčajne zo slnka. Softvér porovnáva tieto údaje s hodnotami, ktoré vedci uznali za škodlivé, a zahreje vás, aby ste sa dostali zo slnka, ak je pravdepodobné, že sa spálite.

Bioimpedančné senzory

Nový náramok Jawbone UP3 využíva jeden bioimpedenčný senzor na pokrytie troch základov: srdcovej frekvencie, frekvencie dýchania a galvanickej odozvy pokožky. Podľa vlastného blogu spoločnosti príspevok "Senzor meria veľmi malé zmeny impedancie vo vašom tele." Pre srdcovú frekvenciu meriame zmeny impedancie vytvorené objemom krvi, ktorá prúdi v ulnárnych a radiálnych artériách.

Rovnaký senzor, ktorý sa nosí okolo zápästia, bude tiež schopný určiť dýchanie a hydratáciu pri pohľade na metriky, ako je kyslík v krvi. Robí to pomocou štyroch elektród, ktoré navzájom poháňajú malý kúsok elektrickej energie, a potom merajú výsledky.

Záver

Tieto senzory môžu poskytnúť fitness náramku množstvo údajov o vašej srdcovej frekvencii, telesnej teplote a dokonca aj nadmorskej výške, ale bez softvéru to nestojí za veľa, aby ste ich premenili na užitočné rady. Všetky tieto senzory fungujú, od predvídania choroby až po povzbudenie k ďalšiemu cvičeniu zajtra spolu, ktoré skutočne poskytujú jasný obraz o vašom dnešnom zdraví a o tom, čo môžete urobiť pre jeho zlepšenie zajtra.

Odporúčania redaktorov

  • Xiaomi Mi Smart Band 4 je žiaduca, lacná zmes fitness náramku/inteligentných hodiniek
  • Najlepšie lacné fitness trackery roku 2019
  • Nový fitness tracker od Fitbit je najlacnejší, ale nemôžete si ho kúpiť sami