I dispositivi indossabili intelligenti, tra cui fitness tracker, occhiali intelligenti e smartwatch, hanno ricevuto molta attenzione in questi anni. Essendo una delle tecnologie indossabili in più rapido sviluppo, gli smartwatch offrono una serie di vantaggi, come il monitoraggio dell’attività, il monitoraggio del sonno, il monitoraggio della salute, le notifiche, le chiamate in arrivo, gli avvisi di emergenza e altro ancora. Tuttavia, la maggior parte delle funzioni degli smartwatch si basa molto su sensori e chip.
Componenti di uno smartwatch
Composto da varie piccole parti, uno smartwatch può essere diviso in due parti: un corpo dell’orologio e un cinturino, a partire dall’aspetto. I cinturini degli orologi possono essere costruiti con molti materiali diversi. Il corpo dell’orologio comprende sensori, chip, batterie, touch screen, display e altri componenti. A differenza degli orologi elettronici tradizionali, la maggior parte delle funzioni di uno smartwatch sono fornite da vari componenti elettronici integrati all’interno di questo gadget intelligente.
Sebbene gli smartwatch siano di piccole dimensioni, possono integrare molti moduli funzionali in uno. Questi moduli includono principalmente schede a radiofrequenza, schede Bluetooth, schede WiFi, schede di gestione dell’alimentazione e vari sensori o chip.
Il sensore dello smartwatch descritto in questo articolo è anche uno dei componenti essenziali dell’orologio intelligente. Con l’aiuto di vari sensori per smartwatch, gli smartwatch possono realizzare il monitoraggio della salute e il monitoraggio dell’esercizio. Inoltre, può fornire funzioni di misurazione come la frequenza cardiaca, l’ossigeno nel sangue, i registri delle attività e la qualità del sonno. Questo articolo elenca principalmente i 7 tipi di sensori più utilizzati negli smartwatch attualmente sul mercato, ovvero:
- Accelerometro
- Cardiofrequenzimetro
- Sensore SpO2
- Sensori di temperatura cutanea
- Sensore ECG
- Giroscopio
- GPS
Dopo aver letto questo articolo, avrai un’idea generale di alcuni sensori per smartwatch e di come funzionano.
Accelerometro
Gli accelerometri sono comunemente usati per misurare l’accelerazione, ovvero la velocità di variazione della velocità di un oggetto; In parole povere, possono rilevare se l’utente si sta muovendo. Di conseguenza, è il sensore più comune che si trova in tutti i tipi di smartwatch. Ad esempio, tutte le serie di smartwatch Starmax sono dotate di accelerometri per tracciare i movimenti degli utenti, come S5, S90 (orologio per bambini) e GTS6.
La caratteristica più tipica di un accelerometro in uno smartwatch è il rilevamento del movimento. Prendendo come esempio lo Starmax GTS6, l’accelerometro all’interno dello Starmax GTS6 è in grado di misurare i livelli di attività dell’utente durante la corsa o il jogging. Sulla base di queste misurazioni, può contare i passi e quindi calcolare distanza, calorie e altri dati.
Poiché l’accelerometro può essere utilizzato per indicare l’orientamento del dispositivo rispetto alla gravità terrestre, è possibile orientare correttamente il display dello smartwatch determinando la direzione verso l’alto. La maggior parte degli smartwatch di Starmax adotta questo principio sollevando il polso dell’utente per riattivare il display dello smartwatch.
Cardiofrequenzimetro
Un cardiofrequenzimetro (HRM), o sensore di frequenza cardiaca, è progettato per rilevare e misurare la frequenza cardiaca e il polso. Al giorno d’oggi, la maggior parte degli smartwatch ha questo tipo di sensore costruito per ottenere funzioni di rilevamento della frequenza cardiaca. Il GTS4 sviluppato da Starmax è inoltre dotato di un sensore di frequenza cardiaca che utilizza la fotopletismografia (PPG) per il rilevamento del flusso sanguigno per misurare la frequenza cardiaca e il polso dell’utente.
Il cuore è un organo vitale responsabile del trasporto del sangue nel corpo umano. Un cuore sano fornirà la giusta quantità di sangue a tutte le parti del corpo a una velocità appropriata. Quindi i cambiamenti nel volume del flusso sanguigno sono strettamente correlati alla frequenza cardiaca. I sensori di frequenza cardiaca sulla maggior parte degli smartwatch utilizzano questo principio per misurare la frequenza cardiaca e il polso dell’utente rilevando il flusso sanguigno al polso.
La PPG (fotopletismografia) è la tecnologia più utilizzata per il rilevamento della frequenza cardiaca. È un metodo di rilevamento non invasivo che utilizza mezzi fotoelettrici per rilevare i cambiamenti nel volume del sangue. Puoi trovare i sensori di frequenza cardiaca PPG in tutte le serie di smartwatch Starmax.
Dal punto di vista della spettroscopia, il rosso e il verde sono colori complementari, quindi teoricamente il sangue rosso assorbirà la luce verde. Pertanto, il sensore di frequenza cardiaca PPG è uno dei sensori efficaci in grado di rilevare la frequenza cardiaca e il polso monitorando la variazione dell’intensità della luce verde riflessa.
Il sensore PPG in uno smartwatch è solitamente composto da una sorgente luminosa a LED e un rilevatore ottico. La sorgente luminosa a LED emetterà prima una luce verde sul polso dell’utente, quindi il sensore ottico rileverà la luce riflessa ricevuta e ne conterà la quantità. La pelle del polso riflette più luce verde quando ci sono più globuli rossi nei vasi sanguigni. Pertanto, monitorando i cambiamenti nella concentrazione di globuli rossi nei vasi sanguigni, gli smartwatch possono realizzare la funzione di rilevamento della frequenza cardiaca.
Le variazioni della frequenza cardiaca sono strettamente correlate alla salute fisica e una frequenza cardiaca troppo veloce o troppo lenta può essere correlata alla malattia. La frequenza cardiaca regolare di un adulto in uno stato di quiete e veglia dovrebbe essere di 60-100 battiti al minuto. Osservando i cambiamenti della frequenza cardiaca attraverso gli smartwatch, possiamo scoprire potenziali cambiamenti di salute nel corpo nel tempo.
Sensore SpO2
I sensori SpO2, noti anche come sensori di saturazione di ossigeno nel sangue, misurano il livello di saturazione di ossigeno rilevando la quantità di emoglobina che trasporta ossigeno nel sangue. Monitorare i livelli di SpO2 con uno smartwatch è molto comodo al giorno d’oggi con l’aiuto dei sensori SpO2.
I sensori SpO2 utilizzano due diverse lunghezze d’onda della luce, solitamente rossa e infrarossa, per illuminare la pelle e misurare il livello di saturazione di ossigeno nel sangue. L’emoglobina ossigenata può assorbire più luce infrarossa e meno luce rossa. Al contrario, l’emoglobina deossigenata assorbe quantità maggiori di luce rossa rispetto all’infrarosso.
Pertanto, calcolando il rapporto di questi due tipi di luce che passa attraverso il sangue, il risultato del livello di saturazione di ossigeno nel sangue può essere visualizzato in percentuale, noto come SpO2. I soggetti con letture di SpO2 del 95% o superiori sono stati considerati in buona salute.
I sensori SpO2 negli smartwatch in genere monitorano i livelli di ossigeno nel sangue, o saturazione di ossigeno, misurando l’efficienza con cui l’ossigeno viene erogato al polso. Con uno smartwatch dotato di un sensore SpO2, chi lo indossa può facilmente monitorare i livelli di ossigeno nel sangue per rilevare potenziali anomalie nella propria salute.
Le informazioni riflesse nei livelli di saturazione di ossigeno nel sangue sono fondamentali per i cambiamenti nelle condizioni fisiche. Pertanto, può essere utilizzato per rilevare malattie respiratorie, tra cui la broncopneumopatia cronica ostruttiva e l’apnea notturna. Ad esempio, i livelli di saturazione di ossigeno possono diminuire in modo significativo quando l’utente è in un sonno profondo o a causa di abitudini di vita malsane come fumare o bere alcolici.
Sensori di temperatura cutanea
I sensori di temperatura cutanea misurano l’energia termica emessa dalla superficie della pelle di una persona. Questo sensore è in grado di rilevare la temperatura corporea dell’utente e, a sua volta, aiuta a monitorare il suo stato di salute. Vari fattori, come l’ambiente, l’attività fisica, problemi di salute, ecc., possono causare cambiamenti nella temperatura corporea.
Gli smartwatch con sensori di temperatura cutanea possono tenere traccia di sottili variazioni della temperatura cutanea nel tempo tenendo d’occhio la temperatura corporea degli utenti. Può quindi aiutare a rilevare precocemente potenziali malattie, poiché la temperatura corporea anormale può essere un segno precoce di malattia fisica.
Il braccialetto intelligente più venduto di Starmax – S5 Fitness Tracker è inoltre dotato di un sensore di temperatura della pelle per rilevare comodamente la temperatura corporea. E smartwatch come l’Apple Watch Series 8, i loro sensori di temperatura cutanea possono persino supportare il monitoraggio del ciclo mestruale e la previsione della fertilità delle donne.
Sensore ECG
L’elettrocardiogramma (ECG o ECG) è un test medico efficace utilizzato per misurare l’attività elettrica del cuore. Questo test medico richiede un sensore ECG per acquisire e registrare i minuscoli segnali elettrici prodotti dal battito cardiaco. Il grafico che mostra l’attività elettrica del cuore, chiamato traccia ECG o traccia ECG, aiuta a valutare l’attività cardiaca dell’utente.
Gli smartwatch con funzionalità di elettrocardiogramma possono aiutare a rilevare le condizioni del battito cardiaco, come la fibrillazione atriale e altre irregolarità, misurando con precisione il segnale elettrico della contrazione del muscolo cardiaco e calcolando il tempo tra ogni battito cardiaco. Dotato di un ECG di livello medico e di un ossimetro che misura la SpO2, il Withings ScanWatch è un eccellente esempio di smartwatch moderno con funzionalità avanzate di monitoraggio della salute.
Quando un sensore ECG lavora in tandem con altri sensori, come un sensore di frequenza cardiaca, è in grado di rilevare e tenere traccia dei cambiamenti nei ritmi cardiaci che possono indicare un potenziale problema di salute. Gli smartwatch dotati di questi sensori possono monitorare continuamente il cuore degli utenti e avvisarli in caso di irregolarità.
Giroscopio
I giroscopi e gli accelerometri sono entrambi sensori utilizzati per misurare il movimento di un oggetto, ma funzionano in modo diverso. I giroscopi vengono utilizzati principalmente per monitorare l’angolo di un oggetto per catturarne la velocità angolare e i cambiamenti di direzione. Alcuni produttori di smartwatch combinano persino accelerometri e giroscopi per la triangolazione per ottenere un orientamento più accurato degli oggetti.
GPS
Il Global Positioning System (GPS), un’altra funzione popolare negli smartwatch di fascia alta, utilizza i segnali satellitari per identificare la posizione esatta di un dispositivo e tracciarne i movimenti nel tempo. Di conseguenza, consente conteggi dei passi più accurati. Inoltre, può ottenere un quadro più dettagliato dei livelli di attività quotidiana (ad esempio, mappando i percorsi corretti per la corsa e il ciclismo). Tuttavia, gli smartwatch GPS hanno requisiti relativamente elevati per la ricezione del segnale, quindi il prezzo è relativamente alto. La localizzazione in tempo reale significa anche una minore durata della batteria per gli smartwatch GPS.
Conclusione
In conclusione, gli smartwatch sono potenti strumenti per monitorare efficacemente il nostro benessere fisico attraverso vari sensori, tra cui i 7 sensori citati in questo articolo. Inoltre, la tecnologia degli smartwatch continuerà ad evolversi con i progressi nei sensori, nei semiconduttori e in altri componenti.
Combinando efficacemente questi vari sensori e parti per smartwatch, possiamo aprire un mondo di infinite possibilità con i nostri dispositivi smartwatch. Con la combinazione di innovazione e praticità nel design degli smartwatch, gli orologi intelligenti avranno un impatto significativo sul nostro stile di vita nei prossimi anni.
Se hai qualche idea sulla progettazione e la produzione di smartwatch, puoi contattare direttamente il team Starmax. Siamo in grado di fornirvi soluzioni professionali.
