Как устроены фитнес-трекеры и пульсомеры

Портал M2M Russia News продолжает рубрику "Как это устроено". Сегодня речь пойдёт о фитнес-трекерах и пульсомерах. Фитнес-трекеры сравнительно недавно пришли на рынок гаждетов, но уже получили свою долю популярности. Давайте разберёмся, что это за устройство и каким целям оно служит. Фитнес-трекер (fitness tracker) или «умный браслет» - устройство, считывающее биологические показатели своего пользователя.

Фитнес-трекер представляет собой, как правило, браслет или зажим с датчиком, который как раз и считывает различные параметры своего владельца. Конечно, ассортимент трекеров на данный момент очень широк и представлен в различных ценовых категориях, но и функционал данных гаджетов тоже не однороден. Начиная от простых шагомеров и заканчивая многофункциональными устройствами с ГЛОНАСС/GPS-навигацией, фиксацией количества сожженных калорий и пульсометром. Помимо этого, у некоторых устройств есть функция наблюдения за сном владельца, его интенсивностью, качеством, продолжительностью и глубиной. Внешний дизайн так же весьма разнообразен, начиная от довольно «футуристических» моделей, до обыкновенных браслетов, ничем особо не выделяющихся. Трекеры бывают с дисплеем и без, но наличие или отсутствие дисплея скорее говорит о наборе функций данного устройства.

Принцип работы у всех фитнес-трекеров один: встроенный в устройство акселерометр. Акселерометр - это прибор определяющий разность ускорения объекта относительно гравитационного ускорения. Как правило, представляет собой очень чувствительную массу, закрепленную на подвесе. Любые отклонения массы от её первоначального положения несут информацию о движении объекта в пространстве. Стандартный акселерометр, встроенный в трекер состоит из двух плат с электрическим зарядом и противовесом между ними. Когда противовес начинает контактировать с платами, трекер создаёт пространственную картину передвижений владельца относительно трёх координат.

Некоторые устройства могут так же фиксировать географическое положение пользователя (за счет GPS), температуру тела (кожи) и окружающей среды или потоотделение, для этого на тыльной стороне фитнес - трекера устанавливается датчик влажности и температуры. Нужно так же отметить, что большинство трекеров не обладает программным обеспечением для анализа данных, а может только их фиксировать.

Специальное программное обеспечение, в связке с гаджетом призвано отслеживать, анализировать и систематизировать активность владельца. Программа для устройства, обычно просто устанавливается на смартфон или планшет. Данные с трекера загружаются в устройство по средством Bluetooth или Wi-Fi, обрабатываются программой и выдаются пользователю в виде графиков или диаграмм. После установки программы на смартфон, приложение запросит основные параметры пользователя браслета, это необходимо для загрузки данных в программу и правильного расчета показателей активности. Некоторые программы имеют функцию предоставления статистики активности людей с похожими параметрами. Благодаря этим данным человек может скорректировать свой образ жизни и физические нагрузки в лучшую для себя сторону. Подобное устройство крайне полезно людям, занимающимся спортом и следящим за своим здоровьем. Но и людям, только перестраивающим свою жизнь, трекер сможет подсказать на что следует обратить внимание в своём образе жизни, поможет не переутомится на тренировке или оптимизировать физические нагрузки.

Некоторые программы имеют функцию предоставления статистики активности людей с похожими параметрами. Понятно, что подобное устройство крайне полезно людям, занимающимся спортом и следящим за своим здоровьем. Но и людям, стремящимся или начинающим вести активный и здоровый образ жизни, аналитические данные, собранные трекером подскажут на что следует обратить внимание: помогут оптимизировать свои физические нагрузки или составить свой ежедневный рацион по количеству калорий. Многие трекеры имеют функцию - «постановки цели», человек может запланировать для себя, например, определенную физическую нагрузку: количество шагов или количество пройденных километров, сожженных калорий и т.д. и в ежедневном режиме отслеживать ее статус выполнения.

Какими функциями обладает фитнес-трекер - перечислим самые нужные и интересные из них:

• считывание количества шагов (шагомер);
• сжигание калорий;
• уровень кислорода;
• польза питания и количество калорий в съеденной пище;
• распознавание различных видов активности;
• мотивирующая система заданий;
• статистика о температуре и влажности кожи;
• сердечный ритм;
• уровень кислорода в крови;
• функция сна (установка будильника);
• Защита от проникновения влаги (водонепроницаемые модели).

Конечно, это не полный перечень, но достаточно широко характеризующий данное устройство, однозначно полезный гаджет как для профессиональных спортсменов, так и для простых людей.

Ещё одной разновидностью фитнес-трекера можно назвать пульсометр, хотя это будет не совсем верная характеристика. Предназначение и устройство данного гаджета отличается от многофункционального трекера. Пульсометр, или как его ещё иногда называют «монитор сердечного ритма», это устройство персонального мониторинга частоты сердечного ритма в реальном времени и записи данных для дальнейших исследований, работает по принципу аппарата ЭКГ. Популярность свою пульсометры заслужили благодаря точности получаемых данных. Как правило, современные пульсометры состоят из двух элементов: датчик и приёмник. Нагрудный датчик считается самым точным для определения пульса. Правда бывают модели и без нагрудного датчика, подобные модификации определяют пульс электродами на корпусе при соприкосновении с пользователем устройства. Так же популярны модели с фиксацией датчика на мочке уха или пальце, они определяют пульс по пульсации крови человека в тканях тела. Суть работы устройства заключается в том, что электроды, встроенные в датчик, определяют разность потенциалов на коже в момент сокращения сердечной мышцы и таким образом определяют частоту пульса. Затем происходит оцифровка данных, передача и дальнейшая их обработка. Большую роль в передаче данных так же играет тип сигнала, это может быть аналоговый, цифровой, проводной и беспроводной сигнал. Данные, как и в случае с акселерометром, отправляются как правило по беспроводным стандартам передачи данных (зачастую, это Bluetooth или Wi-Fi) на приёмник или смартфон, где они обрабатываются в специальном приложении.

Приёмник, вторая составная часть пульсометра, необходим для приёма данных, поступивших от датчика, их обработки, анализа и сохранения. Многие устройства обзавелись дополнительными функциями, такими как: ГЛОНАСС/GPS - навигатор, часы, секундомер, таймер, функция звуковое или вибро- оповещение. Прибор так же как и трекер работает на основании изначально заданных данных: возраст, рост, вес. Более продвинутые модели способны предложить владельцу оптимальные нагрузки согласно его данным и сопровождать тренировку звуковыми сигналами, помогающими уменьшить или увеличить допустимые нагрузки. Для желающих сбросить вес или просто людей, следящих за своим весом есть модели с калькулятором калорий.

Цена, конструкция и дизайн пульсометров разнообразен и широк, при выборе просто нужно руководствоваться спецификой его дальнейшего использования конкретно для вас. Есть пульсометры адаптированные под определённый вид спорта, однако есть и мультиспортивные, но точность их измерений в различных видах спорта может иметь определенную погрешность. Тип питания у пульсометра может быть проводным и беспроводным (работают от аккумулятора), очевидно, что беспроводная конструкция имеет большие преимущества.

Вообще, к покупке гажетов таких, как фитнес-трекер или пульсометр нужно подходить максимально ответственно, функциональность данных устройств является самым важным их параметром, поэтому необходимо точно знать какие параметры вы будете отслеживать, в каком спорте он вам будет необходим и каких целей вы собираетесь добиться. Чётко поставленные задачи помогут вам выбрать оптимальную для вас модель и конструкцию гаджета среди множества, представленных на рынке. Устройство должно быть не только функционально полезным, но и понятным и доступным для вас в использовании. Напоследок добавим, в наше время высоких технологий подобные новинки, призванные обратить внимание человека на его здоровье и физическое состояние однозначно положительная тенденция, способная оказать реальное влияние на ваш образ жизни.