Гироскоп в смарт часах что это
Что умеет делать фитнес браслет и как работают его основные функции
Навигация по статье
«Умные браслеты» пользуются заслуженным спросом среди людей, ведущих активный образ жизни, любящих спорт и следящих за своим здоровьем. Это – универсальные и многофункциональные устройства, предназначенные для:
Чтобы все аналитические сведения были корректными, перед использованием браслета в приложение для смартфона (планшета) вводится основная информация о владельце. Сюда относятся такие показатели, как возраст, вес и рост, пол.
Чтобы определиться с выбором, достаточно ознакомиться с основными опциями «умных часов» и особенностями их работы. Вы сможете точно решить, какие функции вам понадобятся, а от каких можно отказаться.
Акселерометр и гироскоп или как работает шагомер в фитнес браслете
Акселерометр (G-сенсор) – это прибор, определяющий ускорение объекта в пространстве. Именно благодаря данным акселерометра фитнес браслет считает количество совершенных вами шагов, а также скорость передвижения. Фитнес браслеты оснащаются трехкомпонентными акселерометрами, которые отслеживают ускорение по трем осям координат.
Таким образом, встроенный в фитнес трекер акселерометр определяет, находится ли рука владельца в состоянии покоя или же двигается с определенным ускорением. Данные об ускорении движения вашей руки, замеряемые акселерометром, передаются в микропроцессор фитнес браслета, где происходит их обработка. За обработку отвечает специальный алгоритм, который определяет, связано ли движение вашей руки с перемещением в пространстве или же это просто жестикуляция. Особо продвинутые гаджеты могут отличать и вид активности (ходьба, бег).
Акселерометр можно использовать не только для определения количества пройденных километров, но и для анализа сна. Соответственно, G-сенсор будет фиксировать малейшие движения человека, совершенные во время ночного отдыха. Более продвинутые модели используют это для определения фаз сна.
Гироскоп – это прибор, отслеживающий изменения положения объекта. Иными словами, гироскоп вычисляет угол, на который меняется ориентация предмета в пространстве. В нашем случае в качестве предмета выступает фитнес браслет, надетый на руку владельца.
Благодаря гироскопу микропроцессор умных часов способен распознавать не только ходьбу или бег, но и иные физические нагрузки, например:
Сочетание акселерометра и гироскопа дает более полную трехмерную картину перемещения вашей руки в пространстве. Это позволяет улучшить точность подсчета ваших шагов и автоопределение вида активности.
Можно заметить, что у некоторых браслетов при повороте руки к лицу включается экран. За эту функцию также отвечает гироскоп. Это достаточно полезная функция, упрощающая взаимодействие пользователя с девайсом.
Почему фитнес браслет неправильно считает шаги?
Дело в том, что фитнес трекер, надетый на руку, анализирует все ваши движения руками в течение суток. Некоторые из них алгоритм браслета может ошибочно посчитать за шаги. Такие виды активности как вождение автомобиля, переодевание, прием душа, активная жестикуляция могут вызывать у вашего шагомера ложные срабатывания. К тому же алгоритмы подсчета шагов не учитывают множество индивидуальных параметров походки каждого из нас.
Именно из-за подобных ложных срабатываний погрешность в подсчете шагов к концу дня может составлять до 30%. Тут следует отметить, что погрешность у всех фитнес браслетов разная, так как точность показаний зависит не только от установленного акселерометра, но и от алгоритма подсчета шагов. Здесь мы подобрали для вас лучшие фитнес браслеты с точными шагомерами (с минимальной погрешностью):
В небольшой погрешности работы шагомера нет ничего страшного, так как сама суть фитнес браслета – это учет вашей активности, а не предоставление точных цифр. Именно показатель количества шагов должен сигнализировать о том, достаточно ли активно вы провели свой день.
Пульсометр – как работает и какова точность
Технология, благодаря которой работает пульсометр, называется фотоплетизмографией. Она подразумевает использование зеленых светодиодов, излучающих свет, и детекторов, регистрирующих уровень его отражения. При сокращении сердца увеличивается давление крови и усиливается капиллярный кровоток. В результате поглощается больше света, испускаемого светодиодом, что и регистрирует детектор. На основании полученных сведений определяется пульс.
Это удобная функция для людей, которые следят за своим пульсом во время спортивных тренировок, повседневных занятий и даже сна. Чтобы показатели были максимально точными, браслет должен плотно прилегать к поверхности кожи.
В любом случае фитнес браслет не является точным медицинским прибором, поэтому пульс измеряется с небольшой погрешностью. Характерным для данного метода измерения ЧСС является нарастание погрешности с увеличением частоты ударов сердца, начиная от 100 ударов в минуту. Но в состоянии покоя погрешность пульсометра, как правило, не превышает 2%.
Если вы ищите фитнес браслет, который бы точно измерял пульс в состоянии покоя и имел минимальную погрешность при занятиях спортом, то рекомендуем вам взглянуть на этот рейтинг:
Измерение давления в фитнес браслете
В фитнес браслеты, обладающих функцией измерения давления, устанавливаются специальные датчики, состоящие из пьезоэлементов. Суть данных датчиков заключается в том, что под действием оказываемого на них давления они вырабатывают электричество. Таким образом пульсовая волна с запястья человека преобразуется в электронные сигналы соответствующей величины, которые отправляются в специальное программное обеспечение. В данном ПО сигналы обрабатываются и представляются в форме привычных для нас цифр. Результат будет отображаться на дисплее устройства или в приложении.
Конечно, самые точные показания можно увидеть только используя медицинские тонометры. Информация, полученная благодаря умному браслету, будет достоверной только в 80% случаев. Средняя погрешность у недорогих моделей – от десяти до двадцати миллиметров ртутного столба. Это несущественный показатель, но его также стоит учитывать.
Проблема в том, что, если кожа покроется пылью, загорит или вспотеет – отображаться результат будет меньше фактического. Такая же ситуация наблюдается, если хозяин девайса активно двигается (например, бежит).
Если для вас важна точность измерения артериального давления, то рекомендуем вам обратить внимание на подборку фитнес браслетов с минимальной погрешностью измерения давления:
Водонепроницаемость
Еще один из важнейших критериев при выборе «умных часов» — это их защищенность от попадания пыли и жидкости. Существует две основных классификации устройств по их водонепроницаемости:
Учтите, что маркировки водонепроницаемости, устанавливаемые производителем на фитнес браслеты, являются условными и в реальности могут не соответствовать заявлениям. Например, не рекомендуется плавать в фитнес браслетах, маркировка которых ниже WR50 или IP68. А нырять и заниматься дайвингом разрешается только с трекерами, маркировка которых выше WR100. Иногда производители сами указывают пригодны ли их гаджеты для плавания или стоит ограничиться душем.
Если вы не планируете регулярно плавать с фитнес браслетом, а ищите надежный трекер, который можно было бы не снимать перед мытьем рук, который стойко переносил бы попадания брызг воды, дождя и капель пота, то стоит ограничиться пылевлагозащитой по стандарту IP67 или водонепроницаемостью с маркировкой WR30.
Лучше не приобретать девайсы с отсутствием влагозащиты: при попадании под дождь или случайном утоплении часов, они рискуют выйти из строя.
Если вы ищите фитнес браслет с максимальной водонепроницаемостью, с которым можно было бы регулярно посещать бассейн и мониторить свои заплывы, то рекомендуем вам взглянуть на следующий рейтинг:
Если же вас просто интересуют умные трекеры с бытовой водонепроницаемостью, то рекомендуем вам обратить внимание на следующий рейтинг:
Мониторинг фаз сна
Человеческий сон состоит из последовательно сменяемых фаз. Всего выделяют две основные фазы: быстрый сон (REM) и медленный сон (глубокий). Последняя фаза включает в себя еще 4 стадии засыпания (две первые – поверхностный сон, две вторые – глубокий).
Фаза медленного сна составляет 75-80% вашего ночного отдыха, в то время как быстрый сон занимает 20-25%. Изначально быстрый сон наступает после 70-90 минут медленного и продолжается 5-10 минут, но с каждым последующим подобным циклом REM фаза потихоньку увеличивается и под утро может достигать 20-60 минут. К утру фаза быстрого сна становится более поверхностной и все более походит на бодрствование.
Для мониторинга фаз сна в фитнес браслетах используются 2 датчика: акселерометр и пульсометр. Дело в том, что в фазе глубокого сна человек становится недвижимым, а мозг переходит в режим отдыха и восстановления. В таком состоянии пульс человека замедлен (во время сна пульс может замедляться в 1,5 раза) и монотонен. В фазе быстрого сна у человека наблюдаются быстрые движения глазных яблок, активность мозга практически соответствует обычной, учащается дыхание и ЧСС, повышается давление. Именно благодаря пульсометру, который следит за частотой сердечных сокращений, и акселерометру, который улавливает малейшие движения владельца, удается следить за сменой фаз сна, а также контролировать ночные пробуждения.
Как работает умный будильник
Чтобы пробуждение было приятным, в большинстве из моделей предусмотрена такая функция, как «умный будильник». Он позволяет выявить наиболее подходящий момент для пробуждения благодаря контролю смены фаз сна. Наиболее благоприятной для пробуждения является фаза быстрого сна, когда состояние организма человека схоже с состоянием в период бодрствования. Проснувшись во время REM фазы, вы не будете испытывать усталость и желание вернуться в кровать.
Если вам необходимо проснуться в определенное время, достаточно указать временной диапазон. Из этого отрезка девайс самостоятельно выберет наиболее подходящий момент для пробуждения. Например, если вам необходимо приехать на работу к девяти утра, вы можете выбрать временной промежуток с 7:00 до 7:30. Тогда браслет будет ждать наступления быстрой фазы сна в указанный промежуток времени и, как только это произойдет, то будильник сработает. Если же фаза быстрого сна так и не наступит, то будильник сработает в самый последний момент, то есть в 7:30.
Как фитнес браслет считает калории
Практически все современные фитнес браслеты оснащены функцией мониторинга количества сожженных калорий, но все ли они одинаково работают? Дело в том, что за измерение потраченных калорий отвечает специальная математическая модель, которая может иметь разный вид в зависимости от учитываемых ей параметров. Самые сложные модели учитывают показатели активности, физического состояния, а также антропометрические показатели носителя. Модели попроще не используют данные о физическом состоянии владельца, а самые простые алгоритмы работают только на основе данных активности.
Показатели физической активности рассчитываются исходя из данных акселерометра (см. выше). Основной показатель перемещения – количество пройденных шагов, данные о которых и передаются в математическую модель. Некоторые фитнес браслеты также учитывают тип физической активности (бег, ходьба, велопрогулка, плавание и т.д.) – такие девайсы работают точнее, так как расход калорий при разной активности отличается.
Показатели физического состояния позволяют точнее определить энергетические затраты владельца фитнес браслета. Данные показатели включают: частоту пульса, артериальное давление, уровень насыщенности крови кислородом. Чем больше браслет учитывает показателей, тем точнее будет посчитаны калории.
Антропометрические показатели устанавливаются самим пользователем в приложении фитнес браслета. Это рост, вес, возраст и пол. Данные о владельце очень важны в расчете сожженных калорий, поэтому браслеты, не учитывающие подобных показателей, будут неточны.
Таким образом, для точного подсчета калорий лучше всего выбирать фитнес браслет, который использовал бы максимальное количество параметров в своем алгоритме. Но даже в таком случае существует вероятность погрешности, так как фитнес браслеты не являются точными приборами, они лишь приблизительно показывают общую картину физической активности вашего организма.
Высотомер
Высотомер (альтиметр) работает благодаря датчикам атмосферного давления. Такая функция может быть полезна для людей, практикующих восхождения в горы, так как на экране фитнес браслета будет постоянно выводиться высота над уровнем моря.
Атмосферное давление и высоту над уровнем моря отмечает один и тот же датчик. Соответственно, при полетах на самолете или простом изменении атмосферного давления, показатель высоты может быть неточным.
Резюме
Стоит учитывать, что датчики, встраиваемые в «умные браслеты», различаются по своей чувствительности и качеству. В более дорогостоящих моделях они гораздо чувствительнее, а значит, результат будет наиболее достоверным. Кроме того, проблема функциональности может быть и на стороне программного обеспечения, поэтому при выборе фитнес браслета рекомендуется учитывать следующие факторы:
Для вас мы проанализировали все современные фитнес браслеты и представили их в виде рейтингов. Помимо указанных факторов была также произведена экспертная оценка каждого фитнес браслета.
Умные часы: как устроены и какие бывают
Новая серия проекта «Загрузи здоровье» о гаджетах и устройствах для мониторинга здоровья будет посвящена «умным» часам. Ранее нами говорилось об «умных» фитнес-браслетах, или трекерах, которые имеют акселерометр, гироскоп, что позволяет отслеживать активность перемещения в пространстве. Существуют более сложные с технической точки зрения фитнес-браслеты, которые могут иметь модуль электрокардиограммы, модуль фотоплетизмографии, модуль GPS и даже бесконтактную плату NFC.
Это уже полноценные гаджеты, которые могут не только отслеживать количество шагов и калорий, но и помогать человеку заниматься спортом, предоставляя подробную аналитику по состоянию здоровья во время тренировки. Есть третий тип устройств – самый, наверное, продвинутый из подобного класса устройств – это «умные» часы, которые могут включать в себя все функции, имеющие и обычные маленькие трекеры, и фитнес-браслеты.
Что же могут измерять «умные» часы в плане показателей здоровья? Первое: количество пройденных шагов, на основании чего рассчитываются расстояние и калории. Это минимальный набор, который может выполнять трекер даже за 500 рублей.
Дальше идет отслеживание сна. Если небольшие трекеры могут отслеживать в light-режиме глубокую фазу и фазу быстрого сна, то, как правило, «умные» часы могут это делать на более совершенном уровне. Во время сна они могут измерять ЧСС (частоту сердечных сокращений), вариабельность сердечного ритма. Некоторые часы имеют даже встроенный модуль ЭКГ, правда, это будет одноканальная электрокардиограмма, которая не сравнится с многоканальной кардиограммой клинического уровня, которую нам делают в больнице. Но все же это ЭКГ, которая может быть сделана в любой момент и в любом месте. Она может дать предварительную оценку здоровья и напомнить о том, что, возможно, следует обратиться к врачу и сделать расширенную кардиограмму.
Из чего же состоят «умные» часы? Начинка «умных» часов во многом схожа с начинкой фитнес-браслетов – тот же акселерометр-гироскоп. Акселерометр – это датчик, который позволяет определять ускорение прибора в пространстве. Гироскоп может определять, в какую сторону движется тот или иной предмет, с какой скоростью и с каким ускорением. Гироскоп – это датчик, который может определять наклон устройства относительно горизонта. Вместе эти два датчика могут дать довольно обширную информацию о том, как движется человек, что с ним происходит, с какой скоростью он передвигается в пространстве.
«Умные» часы состоят из корпуса, куда встроена вся начинка, и в котором есть экран. Основное отличие таких часов от фитнес-браслетов в том, что в «умных» часах есть довольно большой цветной экран. Здесь показывается и время, и последний уровень замера количества ударов сердца в минуту, и количества пройденных шагов и сожженных калорий. «Умные» часы, как и фитнес-браслеты, включают в себя модуль фотоплетизмографии: PPG-модуль, который измеряет ЧСС путем просвечивания наших сосудов.
Здесь есть модуль, который может следить за красным или зеленым цветом, который излучает свет определенной частоты, и модуль фиксации: датчик, который фиксирует отраженный свет от наших сосудов, измеряя количество сердцебиений. Также в некоторых «умных» часах есть модуль ЭКГ, который работает следующим образом. На задней поверхности часов находятся два металлических контакта, благодаря чему происходит измерение электрических импульсов, которые производит наше сердце. На одной руке у нас есть контакт, и мы замыкаем второй рукой другую металлическую пластину, и тем самым проходит одноканальное измерение ЭКГ. Часы принимают этот слабый ток и измеряют частоту сердечных сокращений. Также они могут измерять вариабельность сердечного ритма, что может быть довольно интересно, поскольку мы можем получить информацию о стрессе, об уровне функционального напряжения нашего организма.
Во всех рассматриваемых нами часах есть модуль ЭКГ и большой экран. У некоторых часов есть сенсорный экран, благодаря чему мы можем нажимать на экран, и что-то будет происходить. Может экран быть и не сенсорным: есть кнопка, которой можно производить настройки. Вот Apple Watch, где есть и сенсорный экран, и обычные кнопки. Как Вы видите, все часы похожи друг на друга и имеют схожий функционал, за исключением того, что в каких-то есть ЭКГ, GPS, в каких-то – нет.
В «умных» часах, как и в фитнес-трекере есть процессор: центральный чип, модуль, который отвечает за обработку всех данных, батарея, операционная система. Операционная система – это то, что отличает «умные» часы от фитнес-трекеров, которая предлагает множество возможностей взаимодействия с часами и использования заложенных технологий.
Также от фитнес-браслетов «умные» часы отличает экран. Как правило, во всех «умных» часах имеется цветной экран большего размера. В фитнес-браслетах – небольшой тонкий экранчик. При этом в новых версиях есть уже и цветные экраны, но все равно цвет в новых версиях фитнес-браслетов – это маркетинговая составляющая, которая никакой пользы не приносит, кроме как удовлетворения человека от того, что у него есть цветной фитнес-браслет. В «умных» часах ситуация обстоит иначе: цветной экран с неплохим разрешением позволяет человеку отображать карты или читать/писать СМС на телефоне. В принципе это мини-телефон на запястье, что иногда может быть очень удобно.
Также важным моментом в «умных» часах является вариант влагозащиты. Если есть влагозащита, то часы можно погружать в воду, купаться в них или плавать, и это дает большие преимущества, не требуя быть убранными на период использования воды.
Существует еще несколько отличий «умных» часов от фитнес-браслетов. Первое – это коммуникационные возможности. Если телефон у нас в первую очередь для того, чтобы общаться с людьми, то «умные» часы могут позволить отвечать на звонки, разговаривать, писать смс. В большинстве «умных» часов имеется встроенная сим-карта. Как правило, это не обычная физическая сим-карта, а е-сим (электронная сим-карта), которая, к сожалению, пока не поддерживается в России, но, возможно, в ближайшее время ситуация изменится, и мы сможем пользоваться часами как обычным телефоном. Таким образом, нам даже не потребуется брать с собой телефон на пробежку, на занятия спортом, на велопрогулки. Достаточно будет надеть часы, и при необходимости можно принять вызов – поговорить с человеком. Таким образом, мы всегда будем на связи.
Третья функция – мультимедийная: «умные» часы можно рассматривать как медиаустройства. Это устройство, с помощью которого можно взаимодействовать с нашими медиафайлами. Это воспроизведение музыки, фильмов, аудиокниг. Очень удобно, допустим, когда едешь в метро, включать аудиокнигу с часов или делать ее громче/тише в наушниках. «Умные» часы, как правило, позволяют управлять этим процессом, не доставая телефон с запястья, что очень удобно.
Другой важный момент: часы показывают время на циферблате, как и обычные часы.
Последний момент, который хотелось бы отметить – это цена. «Умные» часы стоят на порядок дороже фитнес-браслетов, которые можно купить от 1 тыс. руб. до, максимум, 10 тыс. руб., а начальная цена «умных» часов, как правило от 5-10 тысяч до бескрайней. «Умные» часы могут быть не только мультимедиаустройством, но могут быть и элементом роскоши. Люди за долгое время привыкли, что часы – это некий элемент статуса, и ряд производителей стараются добавить некую роскошь в свои часы, делая титановые или золотые корпуса, различные кожаные ремешки и пр.
Таковы основные отличия «умных» часов от фитнес-трекеров.
Как выбрать смарт-часы: ключевые характеристики и обзор моделей
В статье рассказывается:
Если покупка обычных часов – это, в большей степени, про материалы и дизайн, то смарт-часы требуют знакомства с их возможностями и техническими особенностями.
Не упрощает процесс выбора и то, что моделей на рынке становится все больше, регулярно появляются новые производители. В нашей статье мы расскажем, на какие критерии стоит опираться, выбирая умные часы, а также приведем список лучших моделей, которые пользуются наибольшей популярностью.
Разновидности смарт-часов по функционалу
Чтобы ответить на вопрос, как выбрать смарт-часы, нужно начать с того, какие они бывают. Различают 4 вида умных часов. Определить принадлежность к тому или иному виду можно по способу работы и функционалу устройства.
Тип дисплея в смарт-часах
Первое, что хотелось бы обсудить, это размер часов. Громоздкое устройство, имеющее большой экран, неудобно и тяжело носить, не говоря уже о том, чтобы оставлять его на руке во время сна. В то же время на маленьком дисплее плохо видно информацию. Поэтому, идеально, когда циферблат имеет размеры 1,4х1,7 дюйма.
Фото: Shutterstock
Качественное изображение зависит от типа ЖК-матрицы. Сегодня разработаны и применяются следующие решения.
Устройства, имеющие трансфлективный дисплей, выделяют в отдельный подвид. Они работают, как с использованием отраженного света, так и собственной подсветки. Освещенность влияет на удобство эксплуатации прибора, а также на уровень энергопотребления и время работы на одной подзарядке.
При обсуждении качества картинки нельзя забывать о разрешении экрана, то есть количестве точек, отображающихся по горизонтальным и вертикальным линиям. Изображение значительно улучшается с увеличением количества точек.
Операционная система и автономность
При выборе смарт-часов абсолютно неразумно ориентироваться только на внешние данные, не задумываясь о том, какая в них стоит операционная система. В первую очередь необходимо разобраться, какими возможностями обладают часы с точки зрения платформы.
Конечно, неспециалисту трудно делать какие-то выводы относительно использования платформы. Но мы попытаемся вам в этом помочь. Если производитель установил в часах RTOS-систему (Amazfit, Huawei, Honor и другие), длительность их работы на одной зарядке составляет 1-2 недели. Минус – невозможна установка своих приложений, придется пользоваться только теми, которые уже есть в устройстве.
Различные модели смарт-часов с WearOS от Google выпускает Fossil и другие небольшие компании. Это не слишком качественные приборы с малым временем работы и скромными возможностями кастомизации. Хотя часы стоят недешево, это явные аутсайдеры рынка. Они заняли позицию между часами с RTOS и устройствами на собственной платформе.
Бренд Samsung в смарт-часах использовал собственную платформу Tizen. Часы могут работать 2-3 суток до следующей подзарядки (бывает и дольше при включении определенных настроек), возможна установка дополнительных приложений. Можно выбирать циферблат. Часы совместимы с телефонами своего бренда, но также с iPhone и с Android. Это касается и вышеперечисленных систем.
Фото: Shutterstock
И если речь идет об Apple Watch на WatchOS, то эти устройства совместимы лишь с iPhone, они не будут работать с Android-смартфоном. Продолжительность работы ограничена одним днем, можно устанавливать программы. Стоимость гаджетов, как и всего, что относится к Apple, выше аналогичных.
Интерфейс и уведомления в смарт-часах
Современные смарт-часы могут работать с одним из трех вариантов управления: сенсорным, кнопочным или комбинированным. Сегодня уже многие привыкли к сенсорному дисплею, этот вариант наиболее удобен. Единственное ограничение может быть для холодного времени года или в целом для северных регионов, где несколько месяцев в году приходится пользоваться перчатками, тогда предпочтительнее выглядят кнопочные модели.
Если выбирать модель с сенсорным управлением, то следует обратить внимание на размер экрана. Для удобства пользования лучше остановиться на часах с крупным дисплеем, чтобы без затруднений просматривать уведомления и выполнять другие действия. Популярные смарт-часы имеют размер диагонали 0,38”-2,2”, самый оптимальный – около 1,8”. Однако при выборе все решает индивидуальный подход.
Выше популярность у моделей, которые доставляют сообщения от всех установленных приложений, в первую очередь от используемых владельцем мессенджеров. Если для вас это актуально, то выбирайте устройство, позволяющее задействовать соцсети «ВКонтакте» или Viber, тогда вы реже будете доставать телефон.
В некоторых смарт-часах с установленным слотом для сим-карты даже предусмотрена функция ответа на входящий звонок, а не только получения уведомлений о них. Что и говорить, такое устройство практически работает как телефон. Неудивительно, что данные модели имеют более высокую стоимость по сравнению с часами без возможности поддерживать сотовую связь.
Впрочем, если вас волнует, какие смарт-часы выбрать для ребенка, возможно, это ваш вариант. Детские часы чаще выпускают с подобным совмещением функций. Например, Smart Baby Watch. Но есть и модели для взрослых, к примеру, Apple Watch 5-го поколения.
Варианты датчиков в смарт-часах
Устройства могут быть оснащены следующими датчиками: