Como são projetados e fabricados os rastreadores esportivos/fitness trackers?

Fitness trackers normalmente usam as seguintes tecnologias de hardware:

1. Acelerômetros, giroscópios e bússolas

Todos os aparelhos modernos são empilhados com rastreadores de movimento ou acelerômetros, giroscópios e bússolas.
Um giroscópio é um dispositivo que usa a gravidade da Terra para ajudar a determinar a orientação de um objeto no espaço; uma bússola determina a direção cardinal, e um acelerômetro é projetado para medir a aceleração.
Rastreadores de movimento são usados para medir atividades de caminhada, corrida, ciclismo e natação. Com os dados coletados, os smartwatches e aplicativos podem calcular velocidade, cadência, distância percorrida e número de calorias queimadas. As pulseiras e os smartwatches também podem rastrear o sono usando acelerômetros.
Acelerômetros, giroscópios e bússolas podem ser três peças de hardware separadas, ou podem ser consolidadas em um sensor de movimento conjunto. InvenSense, por exemplo, oferece uma variedade de soluções de hardware deste tipo. A Apple está atualmente construindo coprocessadores de rastreamento de movimento em seus smartphones. O iPhone 5s tem um chip M7 que combina um acelerômetro, um giroscópio e uma bússola. O último iPhone 6s carrega um coprocessador M9 integrado ao CPU A9 do telefone.

2. GPS e altímetros barométricos

O receptor do sistema de posicionamento global embutido em um rastreador de fitness é um recurso valioso para corredores, ciclistas e caminhantes. Mas como ele drena as baterias, o GPS não é amplamente utilizado em rastreadores de fitness.
Um altímetro barométrico é uma alternativa mais confiável e precisa para a elevação de objetos e rastreamento de altitude do que o GPS. Ele rastreia a altitude com base na medição da pressão atmosférica e recolhe os dados sobre a elevação enquanto está num trilho ou a subir escadas.
Os dispositivos Forerunner do Garmin como o altímetro, barómetro e bússola fēnix 2 e fēnix 3 com GPS para dar aos utilizadores informações mais precisas sobre os seus movimentos.
Os últimos iPhones também têm barómetros e altímetros.

4. Monitores óticos de freqüência cardíaca

P>Even embora existam algumas correias torácicas que usam sensores de ECG para medir a freqüência cardíaca (Polar H7, por exemplo), a maioria dos rastreadores de atividade atuais dependem de sensores óticos.
Monitores óticos de freqüência cardíaca usam sensores LED para rastrear mudanças na saturação sanguínea, passando luz pela pele em locais específicos: no pulso, dedo, bíceps, testa, ou ouvido, por exemplo. Como resultado, os monitores de freqüência cardíaca obtêm um fotopletismograma (PPG) que permite ao processador do monitor determinar a freqüência cardíaca e o ciclo cardíaco.

5. Sensores de temperatura da pele e de resposta galvânica da pele

Se os usuários quiserem saber o quanto transpiram e como sua temperatura muda durante as atividades de condicionamento físico, rastreadores avançados como Microsoft Band, Basis Peak e Empatica E4 podem fornecer essas informações. Os monitores de resposta da pele galvânica (também conhecidos como atividade eletrodérmica) permitem aos usuários medir os níveis de estresse e os ajudam a obter dados mais precisos sobre sua freqüência cardíaca.

6. Sensores de bioimpedância

Bioimpedância mede a resistência do tecido corporal a pequenas quantidades de corrente elétrica para permitir a captura de uma ampla gama de sinais fisiológicos, incluindo freqüência cardíaca, freqüência respiratória e resposta galvânica da pele. A bioimpedância requer significativamente menos energia em comparação com os sensores ópticos para o mesmo nível de precisão, e é utilizada por rastreadores de atividade high-end, como as pulseiras Jawbone UP3 e UP4.

7. Sensores de luz ambiente

Estes sensores detectam e medem constantemente a quantidade de luz em seu ambiente. A sua percepção de luminosidade corresponde às exigências do olho humano. O objetivo de tais sensores é ajustar automaticamente a luminosidade de um monitor, reduzindo assim a tensão ocular. Os sensores de luz ambiente são amplamente utilizados em smartphones modernos, incluindo iPhones e os mais recentes telefones Samsung Galaxy.
Além dos smartphones, estes dispositivos também são utilizados em aparelhos de uso. A pulseira Runtastic Orbit, por exemplo, usa um sensor de luz ambiente para contar o tempo que um usuário passa à luz do sol.

Em um de nossos mais recentes projetos de fitness projetamos um aplicativo para Vigo, um dispositivo de rastreamento de energia e de alerta com backup no Kickstarter. Vigo é um gadget que pode ser montado no seu ouvido. O seu trabalho é dar-lhe um empurrão quando estiver a dormir e dar-lhe recomendações sobre quando fazer pausas.
Verifica este projecto no Behance and Dribbble.

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