Гироскоп в часах что это

Что умеет делать фитнес браслет и как работают его основные функции

«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:

• измерения колебаний давления и пульса;
• подсчета пройденных шагов, преодоленных километров;
• контроля за качеством и продолжительностью сна;
• контроля расхода калорий;
• мониторинга физической активности (бег, ходьба, плавание, велопрогулки и т.д.);
• получения уведомлений со смартфона (о СМС, сообщениях в мессенджерах, звонках);
• получения спортивных оповещений и рекомендаций.

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:

• отжимания;
• плавание (для влагозащищенных моделей);
• прыжки;
• велопрогулка.

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:

• Под степенью защиты IP подразумевается защищенность девайса от проникновения жидкости и пыли. Уровень защищенности обозначается двумя цифрами, первая из которых означает степень защиты от твердых предметов (от 0 до 6. где 6 – полная защита от контакта с пылью), вторая цифра – степень защиты от воды (от 0 до 8, где 8 – устройства, выдерживающие работоспособность при длительном погружении в воду).
• Показатель влагозащиты часов WR – может варьироваться от WR20 до WR200, где последним маркируются устройства, предназначенные для дайверов (с максимальной степенью защиты и полной водонепроницаемостью). Цифровое обозначение в маркировки указывает на глубину возможного погружения устройства.

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:

• Функциональность
• Внешний вид
• Информация о производителе
• Отзывы проверенных пользователей
• Точность работы функций
• Стоимость
• Наличие брака

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.

Как работают сенсоры в умных часах и фитнес-браслетах

За последние годы фитнес-трекеры и умные часы постепенно стали важнейшей частью активного образа жизни многих из нас. Каждый из этих миниатюрных гаджетов несет на себе сразу несколько сенсоров — в среднем около 16. У некоторых меньше, у некоторых больше — все зависит от ценовой категории. В этой статье мы подробно расскажем о том, зачем они нужны и как работают, а самым важным уделим максимум внимания.

Датчик освещенности

Такой датчик есть практически во всех браслетах и часах. Его главная задача — автоматически настраивать яркость дисплея в зависимости от уровня освещения вокруг. Естественно, в первую очередь это помогает с читаемостью информацию под прямыми лучами солнца, а во вторую — с экономией заряда аккумулятора.

Фотодиод

Этот компонент, который иногда можно найти в датчиках света, тоже помогает измерять уровень освещенности. Когда лучи света попадают на фотодиод, они «выбивают» электроны и вызывают появление тока. Чем больше света, тем больше сила этого тока, и эту силу сравнительно легко измерить, чтобы оценить уровень освещенности вокруг. Звучит знакомо, не правда ли? Именно этот принцип используется для генерации энергии солнечными панелями — по сути, они представляют собой огромные фотодиоды.

Фоторезистор

Еще один тип сенсора освещенности. Это резистор, который автоматически изменяет свое сопротивление в зависимости от количества света, который на него попадает. Фоторезисторы дешевле полноценных фотодиодов, но не позволяют проводить такие же точные вычисления. Обычно их используют в простых девайсах для сравнительных оценок вроде «свет выключен» и «свет включен».

3-осевой акселерометр

Еще один датчик, который можно найти внутри практически любого носимого на запястье гаджета. Он может следить за движением вперед и назад, измерять ориентацию тела пользователя, его позицию и скорость изменения всех этих параметров.

Барометрический высотомер

Достаточно простой сенсор, который измеряет изменения высоты над уровнем моря путем измерения изменений давления. К примеру, он может помочь узнать то, сколько калорий вы сожгли, пока поднимались по лестнице или спускались с горы на велосипеде.

Встречаются высотомеры далеко не во всех часах и браслетах — обычно именно их убирают ради снижения цены. Кроме того, они не так важны в тех моделях, которые не позиционируются как особенно «спортивные». Часто их можно увидеть в часах Garmin, а не так давно добавили его и в Apple Watch.

Оптический сенсор сердцебиения

Датчик сердцебиения сейчас есть практически в любом носимом устройстве. Его главная задача очевидна — расчет частоты сердцебиения пользователя. Для этого чаще всего используется свет, который девайс направляет на запястье. Когда сердце сокращается, скорость течения крови ускоряется, и свет отражается обратно на сенсор не так сильно — именно так и регистрируется один такт.

Информация о ритме биения сердца, которая получается таким образом, затем может быть экстраполирована и проанализирована специальными алгоритмами. Apple Watch и многие другие девайсы могут даже предупреждать о возможных проблемах со здоровьем.

Стоит отметить, что точность этих измерений от модели к модели может существенно разниться. Скажем, Xiaomi Mi Band за пару десятков долларов не сможет конкурировать с Apple Watch Series 6, но общее представление о примерном ритме все равно предоставит.

Монитор SpO2 (насыщение крови кислородом)

Еще один оптический датчик, который получает информацию о цвете крови, на основе чего устройство делает выводы об уровне ее насыщения кислородом. Чем меньше в крови кислорода, тем она темнее: в артериях она ярко алая, а в венах — почти темно-бордовая.

Как и многие другие сенсоры, этот встраивают на заднюю панель часов. Он использует кластеры красных, зеленых и инфракрасных светодиодов и несколько фотодиодов, которые измеряют отраженный свет. В разных девайсах их количество может отличаться.

Стоит отметить, что, как и в случае с ритмом сердцебиения, доверять своим часам, когда они сообщают уровень SpO2, стоит далеко не всегда. Лучший способ измерения этого показателя — отдельное устройство под названием пульсоксиметр. Независимые тесты показывали заметные неточности в работе SpO2-сенсоров даже топовых умных часов Apple и Fitbit.

Датчик биоимпенданса

Очень простой сенсор, который измеряет сопротивление кожи пользователя, подавая на нее ток очень низкой силы. Информация о сопротивлении поверхности тела помогает алгоритмам с измерением качества сна, ритма сердцебиения, частоте дыхания, уровне воды в организме и многих других параметров.

Датчик приближения

Еще один простой сенсор, который можно увидеть очень часто. Он с помощью света определяет то, насколько далеко находится рука пользователя — если устройство надели на запястье, оно, к примеру, не так быстро будет переходить в состояние сна. В основном используется именно для экономии заряда батареи.

ЭКГ-сенсор

Сенсоры для проведения процедуры ЭКГ со специальными электродами появились в умных часах относительно недавно. Их основная задача — измерение крохотных электрических импульсов, которые посылаются сердцем пользователя с каждым его сокращением.

Информация об этих электрических импульсах позволяет квалифицированному специалисту или сложному алгоритму понять то, насколько хорошо работает сердце человека в целом, а также выявить многие абнормальности в его «поведении».

Обычно получение полноценного ЭКГ-отчета предполагает расположение электродов на коже недалеко от сердца, которые и измеряют упомянутые выше импульсы. Затем считанные данные посылаются на устройство-ресивер для анализа.

Естественно, умные часы находятся от сердца довольно далеко, поэтому им приходится работать несколько по-другому.

К примеру, Apple Watch для проведения процедуры ЭКГ требует от пользователя подержать палец на колесике гаджета. Процесс занимает 30 секунд, а по его окончанию на экране появляется информация о том, какой у вас тип сердцебиения — нормальный синусовый или нарушенный.

У Fitbit Sense процесс несколько иной — на те же 30 секунд пальцы нужно расположить на углах рамки экрана часов. В случае с часами Samsung пальцем нужно касаться сенсорной кнопки. В любом случае, «на ходу» эту процедуру не провести.

Наконец, самое большое отличие процедуры ЭКГ, проведенной в клинике, и процедуры ЭКГ, проведенной умными часами, заключается в объеме и точности данных. Современные часы никогда не смогут получить настолько же полноценную картину того, как именно ведет себя ваше сердце, но, опять-таки, нужно это далеко не всегда — определить ситуацию, в которой «что-то не так», можно и таким способом. Именно поэтому все производители часов с ЭКГ-сенсорами заостряют внимание покупателей на том, что в серьезных ситуациях (когда жизни человека угрожает опасность) полагаться на их достоверность не стоит — нужно обращаться к профессионалам сразу же после появления первых признаков болезни или недомогания.

GPS-чип

Это сравнительно простой чип, который при работе потребляет много энергии, и поэтому встречается далеко не во всех моделях часов и (особенно) браслетов. Почти во всех случаях они полагаются на GPS-информацию от подключенного смартфона.

Но некоторые модели, которые в первую очередь предназначены для особенно активных пользователей, могут связываться с GPS-спутниками и без мобильника — это сделано для того, чтобы смартфон на пробежку брать было не обязательно.

Компас и магнитометр

Микроскопический компас также помогает в навигации, предоставляя информацию о направлении движения. Магнитометр — дополнительный сенсор, информация с которого позволяет уточнить данные о местоположении пользователя и его координатах.

Гироскоп

Гироскоп нужен для измерения угловой скорости, что, в свою очередь, позволяет более точно измерять движения пользователя. Так, данные с гироскопа можно использовать для определения того, бежит владелец часов на месте или нет. Также эти данные позволяют часам меньше ошибаться — например, в тех случаях, когда вы по какой-то причине просто потрясли рукой, они не примут произошедшее за мини-тренировку.

Датчик жестов

В некоторых умных часах и браслетах есть возможность управления системой жестами — к примеру, голосовой вызов можно сбросить, дважды встряхнув рукой, а секундомер активировать, начертив ей круг в воздухе.

УФ-датчик

Иногда умные часы могут предоставлять пользователю информацию о том, насколько вреден солнечный свет под открытым небом. Именно для этого у них есть датчик ультрафиолета, который измеряет уровень УФ-излучения.

Датчик температуры кожи

Этот простой сенсор не получится использовать для измерения общей температуры тела, но информация с него помогает алгоритмам устройства определить разные важные моменты — например, то, что пользователь заболевает простудой, или же начинается очередная менструальная фаза.

Акселерометр в фитнес-браслете: что это такое, принцип работы, преимущества, лучшие гаджеты

Фитнес-браслет – это очень удобное и полезное устройство, которое помогает оставаться активным и контролировать состояние организма.

На рынке регулярно появляются более современные гаджеты, которые дополняются новыми функциями.

Большинство людей уже приобрели обновку, однако далеко не все владельцы фитнес-браслетов знают, что такое акселерометр.

Этот аппаратный компонент обычно встраивают в смартфон или трекер для фитнеса вместе с гироскопом, чтобы повысить функциональность гаджета.

Пользователям будет полезно знать, что из себя представляет акселерометр, как работает и какие преимущества дает.

Что это такое

Мало кто знает, что это такое акселерометр (G-сенсор) в фитнес-браслете. Это датчик, помогающий измерить кажущееся ускорение объекта, к которому он прикреплен. Под кажущимся ускорением понимают разницу между гравитационным, а также истинным ускорением.

Именно благодаря акселерометру, фитнес-браслет умеет подсчитывать количество шагов. Для этой цели в спортивный гаджет устанавливают трехкомпонентный датчик – это миниатюрное устройство, которое регистрирует ускорение по 3 осям координат. Такие сенсоры часто встраивают в смартфоны, а также планшеты. Нередко владельцы мобильных устройств, а также фитнес-браслетов даже не подозревают о том, что используют акселерометр.

Важно! Современные модели трекеров для фитнеса оснащаются акселерометром или гироскопом, которые отслеживают ориентацию объекта в пространстве. Далеко не все пользователи понимают, что эти устройства отличаются: акселерометр измеряет ускорение, а гироскоп – угол наклона девайса по отношению к поверхности земли.

С помощью акселерометра фитнес-трекер понимает, двигается ли рука пользователя с определенным ускорением или находится в неподвижном состоянии. Мало кто знает, что это устройство постоянно контролирует быстроту изменения скорости, затем передает данные в микропроцессор. Последнее устройство обрабатывает полученную информацию по определенному алгоритму, отличая перемещение в пространстве (с движением рук во время ходьбы) от обычных жестов руками.

Если акселерометр в фитнес-браслете дополнен гироскопом, то это позволяет получить микропроцессору более развернутую (трехмерную) картину движения руки пользователя. Благодаря этим аппаратным компонентам, трекер для фитнеса может точно отличить перемещение рук во время ходьбы от движений, совершаемых на месте.

Раньше об акселерометре с гироскопом слышали владельцы смартфонов, в которые их устанавливали перед массовым распространением фитнес-браслетов. Сейчас эти датчики встраивают по умолчанию практически во все мобильные устройства. Они помогают принимать вызов, встряхнув или повернув смартфон, перелистывать электронную книгу, переключать треки в аудиоплеере или управлять персонажем видеоигры. Ну и, конечно же, функция подсчета шагов на телефоне тоже реализуется благодаря акселерометру и гироскопу.

Однако большинство недорогих моделей трекеров для фитнеса оснащены только G-сенсором. Но если программное обеспечение гаджета хорошо налажено, то даже без гироскопа он может подсчитывать шаги с минимальной погрешностью. Мало кто знает, что именно это устройство помогает определять пройденное расстояние. Кроме того, практически все фитнес-браслеты могут измерять пульс и отслеживать часы бодрствования и сна.

Как работает, и как можно использовать

Чтобы понять, как действует акселерометр в фитнес-браслете и что это такое, нужно изучить механизм действия классического устройства. Мало кто знает, что оно состоит из пружины, подвижной массы и демпфера.

Основной деталью конструкции является подвижная масса, которая прикреплена к упругому элементу. Пружина крепится к неподвижной поверхности. С противоположной стороны находится демпфер, который подавляет колебания груза.

Важно! Любые движения гаджета приводят к тому, что подвижная масса ускоряется, тогда деформируется пружина. Когда груз возвращается на место под воздействием упругого элемента, уровень смещения по отношению обычного положения фиксирует специальный датчик.

Акселерометры в фитнес-браслетах бывают разные, но чаще всего применяются емкостные и пьезоэлектрические.

Мало кто знает, как работает емкостный датчик и что это такое. При движении устройства груз давит на пластину, расположенную ближе. При сближении чувствительных элементов увеличивается емкость конденсатора. Микропроцессор производит обработку полученной информации и сигнализирует о движении.

В пьезоэлектрических устройствах вместо пластин применяется кристалл. Во время движения гаджета груз сжимает чувствительный элемент, и он создает разность потенциалов. Микроконтроллер регистрирует изменения.

Акселерометр в фитнес-браслете выглядит как миниатюрный чип, который расположен на плате устройства. Внутри него находится подвижная масса, а выглядит он как небольшой черный квадрат.

Принцип его работы не отличается от стандартного: когда меняется положение подвижной массы, то производится замер уровня смещения. Потом полученная информация преобразуется в электрический сигнал. Это наиболее простой пример работы G-сенсора.

Акселерометр в фитнес-браслете применяют во время ходьбы или бега, чтобы контролировать пройденную дистанцию. Умное устройство помогает подсчитать примерное количество шагов, ступенек. Несмотря на то, что результаты далеко не всегда точны, полученная информация поможет корректировать уровень активности и повысить результаты тренировок.

Не существует фитнес-браслетов, которые определят количество шагов без ошибки. На протяжении дня пользователь совершает непредсказуемые для гаджета движения (например, управление авто, поглощение пищи), которые он ошибочно воспринимает как шаги. К тому же, все люди имеют свой стиль хождения, поэтому нет единого алгоритма, который учитывает особенности походки и точно отличает шаги от других движений. Обычно погрешность находится в пределах от -30 до +10%.

В смартфонах акселерометры позволяют управлять героями из видеоигр или их транспортными средствами. Также датчик помогает менять ориентацию картинки или текста. В авиации G-сенсор обеспечивает работу навигационной системы, а в промышленности он используется в качестве устройства, которое преобразует постоянное низкое напряжение в переменное.

Отличия от гироскопа

Некоторые пользователи путают гироскоп с акселерометром. Однако эти устройства имеют существенные отличия.

Гироскоп в фитнес-браслете позволяет определять угол наклона гаджета по отношению к поверхности земли. Этот датчик вместе с акселерометром позволяет получить информацию о передвижении и физической активности человека. Они помогают определить обычную ходьбу и бег от более сложных занятий, например, йога, плавание. С помощью гироскопа и акселерометра фитнес-браслет собирает статистику, а потом передает ее в приложение смартфона. Эти аппаратные компоненты позволяют не только посчитать шаги, но и пройденное расстояние, высоту или количество ступенек.

Интересно! В смартфоне гироскоп тоже позволяет управлять героями игр или интерфейсом. Также его используют в автомобильной, авиационной, космической и других видах промышленности, где требуется определить положение объекта по отношению к поверхности земли.

Как упоминалось, акселерометр в фитнес-браслете позволяет измерить ускорение гаджета, в котором он установлен. Оба датчика способны передавать данные об ускорении в соответствующую программу. Тогда она определяет свое положение по отношению к земной поверхности.

Однако акселерометр имеет преимущество над гироскопом – во время измерения ускорения девайс способен очень точно определить расстояние, на которое он перемещается в пространстве. Поэтому фитнес-браслет с G-сенсором можно применять для подсчета количества шагов.

Таким образом, акселерометр и гироскоп помогают определить положение фитнес-браслет относительно земной поверхности. Но разница между ними все-таки есть: первое устройство позволяет вычислить ускорение гаджета по отношению к земле, а второе – угол его наклона. Эти функции могут заменять друг друга или дополнять. По этой причине современные фитнес-браслеты оснащают обоими датчиками.

Однако некоторые функции акселерометра недоступны гироскопу. Первое устройство формирует сигнал, позволяющий измерить дистанцию, которую прошел владелец фитнес-браслета.

Есть ли преимущества у гаджетов с такой функцией

Акселерометр в смартфонах расширяет возможности гаджета:

1. Позволяет автоматически менять ориентацию экрана во время поворота телефона.
2. Разрешает управлять игровым процессом в некоторых программах за счет поворота смартфона.
3. Мобильное устройство реагирует на жесты и выполняет определенные действия, например, при перевороте смартфона переключается песня.
4. Определяет, а также показывает изменение положения человека в пространстве с помощью навигационных программ, к примеру, Гугл Карты.
5. Отслеживает физическую активность, например, определяет расстояние чрез шагомер.

Однако фитнес-браслеты с акселерометром намного удобнее, чем телефон с таким же датчиком для отслеживания физической активности.

Плюсы трекера для фитнеса с G-сенсором, по сравнению с телефоном:

1. Носить смартфон во время ходьбы или бега в руке достаточно неудобно. Кроме того, телефон нельзя брать с собой в бассейн, а многие модели фитнес-браслетов водонепроницаемые, поэтому с ними можно плавать.
2. Заменить фитнес-браслет смартфоном возможно, но для этого нужно постоянно следить, чтобы он был подключен к интернету и другим программам. Трекер для фитнеса можно синхронизировать с телефоном и фирменным приложением 1 раз за сутки.
3. Сохранить информацию о тренировке на телефоне можно с помощью специальных приложений. На фитнес-браслете данные автоматически сохраняются и передаются в программу, где можно просмотреть все подробности.

Как видите, устройства с акселерометром имеют массу преимуществ перед гаджетами без этих датчиков. Для отслеживания физической активности фитнес-браслет с G-сенсором подходит намного больше, чем смартфон с ним.

ТОП-10 трекеров с акселерометром

Если вы решили приобрести фитнес-браслет с акселерометром, то нужно изучить список лучших устройств в 2019 году:

1. Garmin Vivosmart HR+. Оснащен акселерометром, высотометром и пульсометром. Он считает шаги, пройденное расстояние, потраченные калории и т.д. Фитнес-браслет работает в разных режимах, например, бег, езда на велосипеде, фитнес, плавание. Он отслеживает сон, ЧСС, минуты активности. А благодаря GPS-модулю, гаджет точно определяет координаты.
2. Huawei Honor Band 4. Имеет G-сенсор и пульсометр. Фитнес-браслет позволяет выбирать из списка спортивных режимов наиболее подходящий, например, ходьба, бег на улице или беговой дорожке, езда на велосипеде или тренажере, плавание. Устройство автоматически следит за активностью пользователя при занятиях спортом. Кроме того, оно распознает разные стили плавания (брасс, баттерфляй и т.д.). В статистике отображается следующая информация: скорость плавания, расстояние, калории и т.д.
3. Xiaomi Mi Band 3. Оснащен акселерометром и пульсометром. Чувствительный датчик позволяет считать шаги с минимальной погрешностью. Он правильно определяет пройденную дистанцию, количество калорий, этажи. Гаджет имеет водонепроницаемый корпус, поэтому в нем можно плавать, но специальный режим отсутствует. Кроме того, устройство хорошо понимает жесты.
4. Garmin Vivosmart 3. Оснащен пульсометром, акселерометром, барометром, датчиком освещенности. Фитнес-браслет считает шаги, дистанцию, калории, количество повторений, определяет минуты активности, измеряет пульс, отслеживает фазы сна. Кроме того, он позволяет оценить аэробное состояние, отследить стресс в течение всего дня. Он подходит для плавания и поддерживает различные спортивные режимы.
5. FitBit Charge 3. Имеет встроенный акселерометр, высотометр, сенсор освещенности, пульсометр. Это устройство считает минуты активности, шаги, время, потраченные калории. Фитнес-браслет позволяет определять цели, анализирует сон, определяет его качество. С ним можно плавать, а GPS выстроит маршрут пробежки.
6. Amazfit Cor. Оснащен 3-осевым акселерометром и оптическим датчиком ЧСС. Фитнес-браслет напоминает о движении, считает шаги, дистанцию, этажи, калории, определяет время активности, измеряет пульс. С ним можно плавать.
7. SMA B2. Имеет G-сенсор и пульсометр. Фитнес-браслет подсчитывает количество шагов, дистанцию, калории, напоминает о движении, измеряет ЧСС, кровяное давление. Позволяет выбирать режим пробежки или езды на велосипеде.
8. Samsung Gear Fit 2Pro. Оснащен акселерометром, гироскопом, высотометром, пульсометром. Фитнес-браслет напоминает об активности, определяет количество шагов, дистанцию, калории, пульс. Благодаря GPS, устройство записывает траекторию перемещения, выстраивает беговые маршруты. Он позволяет тренироваться в разных режимах (в том числе плавания).
9. Huawei Band 3 Pro. Имеет такой же набор датчиков, как предыдущий гаджет (кроме высотометра). Фитнес-браслет предлагает много полезных функций, например, измерение частоты сердцебиения, мониторинг сна, подсчет шагов, расстояния, количества кругов в бассейне и т.д. Автоматически определяет бег, езду на велосипеде и плавание.
10. Huawei Talkband B5. Оснащен акселерометром и пульсометром. Фитнес-браслет обладает всеми важными базовыми опциями, например, подсчет шагов, расстояния, калорий, пульса и т.д. Кроме того, он выступает в качестве средства мобильной связи.

Вышеописанные фитнес-браслеты с акселерометром позволят сделать жизнь активнее, тренировки – более разнообразными, правильно спать, следить за состоянием здоровья.

Полезное видео

Основные выводы

Теперь вы знаете, что это такое – акселерометр в фитнес-браслете, и зачем он нужен. Этот прибор измеряет кажущееся ускорение. Определяя эту характеристику, G-сенсор помогает ПО контролировать положение гаджета по отношению к земной поверхности, а также расстояние, на которое он был перемещен. Важно понимать, что акселерометр отличается от гироскопа, хотя оба устройства могут дополнять друг друга. В фитнес-браслете датчик позволяет считать шаги, расстояние, этажи. Акселерометр дает гаджету информацию о положении в пространстве и скорости движения пользователя. Поэтому трекеры с этими датчиками дают больше возможностей человеку, чем устройства без них. Чтобы правильно выбрать фитнес-браслет с акселерометром, нужно изучить список лучших гаджетов за 2019 год.

Что такое гироскоп и как он работает?

История создания гироскопа началась в 1817 году, когда Иоанн Боненберг изобрел подвес, рамки в котором рамки вращались в горизонтальной, вертикальной или угловой плоскостях. Далее прибор совершенствовался, и в 1852 году известным ученым-физиком Ж.Фуко был продемонстрирован гироскоп, используемый для определения положения оси Земли. Сегодня гироскоп широко применяется в самых разных приборах для ориентации в пространстве. Особенности устройства и возможности дают возможность использовать его в известных нам устройствах.

Что такое гироскоп

Законы вращения твердых тел лежат в основе создания гироскопа. Прибор позволяет стабилизировать их положение при малейшем отклонении, задействовав обратный момент вращения. Само слово произошло от двух греческих: «гирос» – что значит круг, и «скопео» – означает смотрю, то есть смотрю на вращение или круг.

Сегодня данный термин и однокоренные слова можно услышать везде. Пример – гироскутер. А квадрокоптер для взлета требует наличия минимум трех подобных приспособлений. Смартфон, планшет и популярные смарт часы также оснащены данным устройством.

Как работает гироскоп

Аналогом гироскопа можно назвать известную всем юлу или волчок. В гироскопе вращающейся частью является ротор, который подобен волчку, имеющему утолщенные края. Закрепляется ротор в подвес, рамки в подвесе осуществляют движение в трех плоскостях, называются они подвес Фесселя или карданов подвес.

Специальные датчики, называемые грузиками, реагируют на изменение положения тела в пространстве. Устройство создает гироскопический эффект с помощью обратного момента вращения, придавая телу первоначальное устойчивое положение. А благодаря современной электронике для стабилизации подключаются специальные датчики разгрузки.

Благодаря продуманности прибора и его действительно широким возможностям по стабилизации положения без него не обходится подавляющее большинство современных устройств и аппаратов. Гироскопами снабжены:

• водные судна – чтобы обеспечивать навигацию относительно оси вращения Земли;
• все летательные устройства, требующие навигации и стабилизации;
• всевозможные гаджеты: планшеты, игровые приставки, смартфоны. Здесь уже использованы более усовершенствованные, микроэлектромеханические гироскопы.

Позволяя стабилизировать положение тела в пространстве и определить угол отклонения, гироскопы делают многие приборы более функциональными и удобными в использовании.

Гироскоп в телефонах

В телефонах нет волчка в привычном понимании слова. Смартфоны включают в себя микроэлектромеханическую систему, или МЭМС, в которой имеются микромеханические и микроэлектронные компоненты. И хотя устройство гироскопа в смартфоне существенно отличается от общепринятого и более понятного, целью его остается определение собственного угла наклона относительно земной поверхности.

Преобразование механической энергии в электрическую формирует последовательность битов, или бинарный код. Именно с помощью бинарного кода осуществляется функционирование всех компьютерных систем. В небольших по размеру устройствам типа смартфона волчок в буквальном смысле отсутствует, вместо него внутрь помещены специальные подвижные массы веществ. Смещение подвижных масс веществ провоцирует изменения электрической емкости конденсаторов, что регистрируется микропроцессором.

Конденсаторы могут быть заменены пьезокристаллами, которые широко применяются в датчиках определения положения типа акселерометров. С помощью преобразования давления и скорости в электрический сигнал: он специальным образом обрабатывается микропроцессором. Акселерометры и гироскопы устанавливаются в смартфонах, эти инерционные МЭМС-датчики имеют различающиеся принципы получения информации. Для многих современных смартфонов характерно наличие обоих видов устройств.

Наличие гироскопа в мобильном телефона фиксируется в технической документации. Он представляет собой компактный чип, который можно рассмотреть, лишь разобрав прибор.

Для чего нужен гироскоп в смартфоне

Назначение гироскопа с смартфоне переоценить сложно. Ведь благодаря ему наши телефоны могут:

• использовать функцию встряхивания: раньше, до применения гироскопов в телефонах, для принятия звонка требовалось сделать свайп по экрану. Теперь же достаточно простого встряхивания! Никаких лишних затрат времени и сил, ведь, помимо принятия входящих звонков, встряхивание позволяет активизировать телефон при просматривании фотографий, пролистывании мелодий в плейлисте;
• более полно использовать функцию калькулятора. Теперь стало возможным без использования рук выполнять многие действия, при повороте экрана на 90° появляется панель с дополнительными функциями;
• находить поблизости смартфоны, в которых активизирована функция Bluetooth$
• получить доступ к дополнительным функциям с вычислением угла наклона (например в процессе строительства);
• гораздо лучше ориентироваться на местности с вычислением координат и расположением относительно земной оси, а также определять направление, что важно для полноценной работы навигатора.

Существенно расширяя возможности смартфона, гироскоп делает его удобнейшим и практичным гаджетом для многофункционального применения.

Гироскоп в смарт часах

Смарт часы, или фитнес-браслет, прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Благодаря им во многом упрощаются повседневные дела, появляется дополнительная мотивация для активизации собственной жизни. Поднятие руки, на которую надеты «умные» часы, провоцирует срабатывание экрана – и именно благодаря гироскопу. А изменение положения кисти руки влечет за собой изменение положения картинки на экране смарт часов. Значит, даже во время вождения автомобиля можно безопасно читать текст с часов, который будет поворачиваться вместе с рукой.

В новых Apple Watch имеется даже особая функция распознавания критической ситуации, когда человек упал и лежит без движения: благодаря гироскопу срабатывает вызов в службу спасения!

Именно гироскоп «отвечает» за подсчет сожженных калорий при разнообразных занятиях спортом, считает шаги во время прогулки. Анализируя частоту переворотов во время сна, гироскоп в смарт часах может установить качество отдыха.

Гироскоп следует отнести к разряду устройств, которые делают многие наши дела более удобными, а также преподносить большой объем информации. Гаджеты становятся неотъемлемой частью нашего быта, наличие в них гироскопа облегчает процесс пользования.