피트니스 트래커, 스마트 안경, 스마트워치를 포함한 스마트 웨어러블은 최근 많은 주목을 받고 있습니다. 가장 빠르게 발전하는 웨어러블 기술 중 하나인 스마트 워치는 활동 추적, 수면 모니터링, 건강 모니터링, 알림, 수신 전화, 긴급 경고 등과 같은 다양한 이점을 제공합니다. 그러나 대부분의 스마트 워치 기능은 센서와 칩에 크게 의존합니다.
스마트워치의 구성 요소
다양한 작은 부품으로 구성된 스마트워치는 외관부터 시계 본체와 스트랩의 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 시계 스트랩은 다양한 재료로 만들 수 있습니다. 시계 본체는 센서, 칩, 배터리, 터치 스크린, 디스플레이 및 기타 구성 요소로 구성됩니다. 기존의 전자 시계와 달리 스마트워치의 대부분의 기능은 이 스마트 기기 내부에 통합된 다양한 전자 부품에 의해 제공됩니다.
스마트워치는 크기는 작지만 많은 기능 모듈을 하나로 통합할 수 있습니다. 이러한 모듈에는 주로 무선 주파수 보드, Bluetooth 보드, WiFi 보드, 전원 관리 보드 및 다양한 센서 또는 칩이 포함됩니다.
이 기사에서 설명하는 스마트워치 센서도 스마트워치의 필수 구성 요소 중 하나입니다. 다양한 스마트 워치 센서의 도움으로 스마트 워치는 건강 모니터링 및 운동 추적을 실현할 수 있습니다. 또한 심박수, 혈중 산소, 활동 기록, 수면의 질 등의 측정 기능을 제공할 수 있습니다. 이 기사는 주로 현재 시장에 나와 있는 스마트 시계에서 가장 많이 사용되는 7가지 센서 유형을 나열합니다.
- 가 속도계
- 심박수 모니터
- 산소 포화도 (SpO2) 센서
- 피부 온도 센서
- ECG 센서
- 자이로스코프
- GPS를
이 기사를 읽고 나면 일부 스마트워치 센서와 작동 방식에 대한 일반적인 아이디어를 얻을 수 있습니다.
가 속도계
가속도계는 일반적으로 가속도(물체 속도의 변화율)를 측정하는 데 사용됩니다. 대략적으로 말하면 사용자가 움직이고 있는지 여부를 감지할 수 있습니다. 결과적으로 모든 유형의 스마트워치에서 볼 수 있는 가장 일반적인 센서입니다. 예를 들어, 모든 Starmax 스마트워치 시리즈 에는 S5, S90(키즈 워치) 및 GTS6과 같이 사용자의 움직임을 추적하는 가속도계가 장착되어 있습니다.
스마트워치 가속도계의 가장 일반적인 기능은 모션 추적입니다. 스타맥스 GTS6를 예로 들면, 스타맥스 GTS6 내부의 가속도계는 달리기나 조깅을 할 때 사용자의 활동 수준을 측정할 수 있습니다. 이러한 측정값을 기반으로 걸음 수를 계산하여 거리, 칼로리 및 기타 데이터를 계산할 수 있습니다.
가속도계를 사용하여 지구의 중력에 대한 장치의 방향을 알 수 있기 때문에 위쪽 방향을 결정하여 스마트워치 디스플레이의 방향을 올바르게 지정할 수 있습니다. Starmax의 대부분의 스마트워치는 사용자의 손목을 들어 스마트워치 디스플레이를 깨우는 방식으로 이 원리를 채택합니다.
심박수 모니터
심박수 모니터(HRM) 또는 심박수 센서는 심박수와 맥박을 감지하고 측정하도록 설계되었습니다. 오늘날 대부분의 스마트워치에는 심박수 감지 기능을 구현하기 위해 이러한 유형의 센서가 내장되어 있습니다. 스타맥스가 개발한 GTS4에는 혈류 감지를 위해 광혈류측정(PPG)을 사용해 사용자의 심박수와 맥박을 측정하는 심박수 센서도 탑재돼 있다.
심장은 인체에서 혈액 운반을 담당하는 중요한 기관입니다. 건강한 심장은 적절한 속도로 모든 신체 부위에 적절한 양의 혈액을 공급합니다. 따라서 혈류량의 변화는 심박수와 밀접한 관련이 있습니다. 대부분의 스마트워치의 심박수 센서는 이 원리를 사용하여 손목의 혈류를 감지하여 사용자의 심박수와 맥박을 측정합니다.
PPG(광혈류측정법)는 심박수 감지에 가장 널리 사용되는 기술입니다. 광전 수단을 사용하여 혈액량의 변화를 감지하는 비침습적 검출 방법입니다. PPG 심박수 센서는 모든 Starmax 스마트워치 시리즈에서 찾을 수 있습니다.
분광학의 관점에서 빨간색과 녹색은 보색이므로 이론적으로 빨간색 혈액은 녹색 빛을 흡수합니다. 따라서 PPG 심박수 센서는 반사된 녹색 빛의 강도 변화를 추적하여 심박수와 맥박을 감지할 수 있는 효과적인 센서 중 하나입니다.
스마트워치의 PPG 센서는 일반적으로 LED 광원과 광학 감지기로 구성됩니다. LED 광원은 먼저 사용자의 손목에 녹색 빛을 비추고 광학 센서가 수신된 반사광을 감지하고 그 양을 계산합니다. 손목의 피부는 혈관에 적혈구가 많을 때 더 많은 녹색 빛을 반사합니다. 따라서 혈관 내 적혈구 농도의 변화를 추적하여 스마트 시계는 심박수 감지 기능을 실현할 수 있습니다.
심박수의 변화는 신체 건강과 밀접한 관련이 있으며, 심박수가 너무 빠르거나 너무 느리면 질병과 관련이 있을 수 있습니다. 조용하고 깨어 있는 상태에서 성인의 일반 심박수는 분당 60-100회여야 합니다. 스마트 워치를 통해 심박수의 변화를 관찰함으로써 신체의 잠재적인 건강 변화를 적시에 발견할 수 있습니다.
산소 포화도 (SpO2) 센서
혈중 산소 포화도 센서라고도 하는 SpO2 센서는 혈액 내 산소 운반 헤모글로빈의 양을 감지하여 산소 포화도 수준을 측정합니다. 스마트 워치로 SpO2 수준을 모니터링하는 것은 요즘 SpO2 센서의 도움으로 매우 편리합니다.
SpO2 센서는 일반적으로 적색과 적외선의 두 가지 파장의 빛을 사용하여 피부를 비추어 혈액 내 산소 포화도를 측정합니다. 산소가 공급된 헤모글로빈은 적외선을 더 많이 흡수하고 적색광을 덜 흡수할 수 있습니다. 대조적으로, 탈산소화된 헤모글로빈은 적외선보다 더 많은 양의 적색광을 흡수합니다.
따라서 혈액을 통과하는 이 두 종류의 빛의 비율을 계산하여 혈중 산소 포화도 수치의 결과를 백분율로 표시할 수 있으며, 이를 SpO2라고 합니다. SpO2 수치가 95% 이상인 피험자는 건강한 것으로 간주되었습니다.
스마트워치의 SpO2 센서는 일반적으로 산소가 손목에 얼마나 효율적으로 전달되는지 측정하여 혈중 산소 수치 또는 산소 포화도를 모니터링합니다. SpO2 센서가 장착된 스마트워치를 사용하면 착용자는 혈중 산소 수치를 쉽게 추적하여 잠재적인 건강 이상을 감지할 수 있습니다.
혈중 산소 포화도 수치에 반영된 정보는 신체 조건의 변화에 매우 중요합니다. 따라서 만성 폐쇄성 폐 질환 및 수면 무호흡증을 포함한 호흡기 질환을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자가 깊은 수면 상태에 있거나 흡연 또는 음주와 같은 건강에 해로운 생활 습관으로 인해 산소 포화도 수준이 크게 떨어질 수 있습니다.
피부 온도 센서
피부 온도 센서는 사람의 피부 표면에서 방출되는 열 에너지를 측정합니다. 이 센서는 사용자의 체온을 감지하여 건강 상태를 모니터링하는 데 도움이 됩니다. 환경, 신체 활동, 건강 문제 등과 같은 다양한 요인이 체온 변화를 일으킬 수 있습니다.
피부 온도 센서가 있는 스마트워치는 사용자의 체온을 주시하여 시간 경과에 따른 피부 온도의 미묘한 변화를 추적할 수 있습니다. 비정상적인 체온은 신체 질환의 초기 징후가 될 수 있으므로 잠재적인 질병을 조기에 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Starmax의 인기 있는 스마트 팔찌인 S5 피트니스 트래커 에는 체온을 편리하게 감지하는 피부 온도 센서도 장착되어 있습니다. 그리고 Apple Watch Series 8과 같은 스마트워치의 피부 온도 센서는 여성의 생리 기간 추적 및 가임력 예측도 지원할 수 있습니다.
ECG 센서
심전도(ECG 또는 EKG)는 심장의 전기적 활동을 측정하는 데 사용되는 효과적인 의료 검사입니다. 이 의료 테스트에는 심장 박동이 생성하는 미세한 전기 신호를 캡처하고 기록하기 위해 ECG 센서가 필요합니다. ECG 추적 또는 EKG 추적이라고 하는 심장의 전기적 활동을 보여주는 그래프는 사용자의 심장 활동을 평가하는 데 도움이 됩니다.
심전도 기능이 있는 스마트워치는 심장 근육 수축의 전기 신호를 정확하게 측정하고 각 심장 박동 사이의 시간을 계산하여 심방 세동 및 기타 불규칙성과 같은 심장 박동 상태를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 의료용 ECG와 SpO2를 측정하는 산소 농도계를 갖춘 Withings ScanWatch 는 고급 건강 모니터링 기능을 갖춘 최신 스마트워치의 훌륭한 예입니다.
ECG 센서가 심박수 센서와 같은 다른 센서와 함께 작동하면 잠재적인 건강 문제를 나타낼 수 있는 심장 리듬의 변화를 감지하고 추적할 수 있습니다. 이러한 센서가 장착된 스마트워치는 사용자의 마음을 지속적으로 모니터링하고 이상이 발생하면 경고할 수 있습니다.
자이로스코프
자이로스코프와 가속도계는 모두 물체의 움직임을 측정하는 데 사용되는 센서이지만 작동 방식은 다릅니다. 자이로스코프는 주로 물체의 각도를 모니터링하여 각속도와 방향 변화를 캡처하는 데 사용됩니다. 일부 스마트워치 제조업체는 물체의 보다 정확한 방향을 얻기 위해 삼각 측량을 위해 가속도계와 자이로스코프를 결합하기도 합니다.
GPS를
고급 스마트워치의 또 다른 인기 있는 기능인 GPS(Global Positioning System)는 위성 신호를 사용하여 장치의 정확한 위치를 식별하고 시간 경과에 따른 움직임을 추적합니다. 결과적으로 보다 정확한 걸음 수를 계산할 수 있습니다. 또한 일일 활동 수준에 대한 보다 자세한 그림을 얻을 수 있습니다(예: 적절한 달리기 및 자전거 경로 매핑). 그러나 GPS 스마트 시계는 신호 수신에 대한 요구 사항이 상대적으로 높기 때문에 가격이 상대적으로 높습니다. 실시간 위치 찾기는 또한 GPS 스마트워치의 배터리 수명이 짧다는 것을 의미합니다.
결론
결론적으로 스마트워치는 이 기사에서 언급한 7개의 센서를 포함하여 다양한 센서를 통해 신체 웰빙을 효과적으로 모니터링할 수 있는 강력한 도구입니다. 또한 스마트워치 기술은 센서, 반도체 및 기타 구성 요소의 발전과 함께 계속 발전할 것입니다.
이러한 다양한 스마트워치 센서와 부품을 효과적으로 결합함으로써 스마트워치 장치로 무한한 가능성의 세계를 열 수 있습니다. 스마트워치 디자인의 혁신과 실용성의 결합으로 스마트 워치는 향후 몇 년 동안 우리의 라이프스타일에 상당한 영향을 미칠 것입니다.
스마트워치 디자인 및 제조에 대한 아이디어가 있으면 Starmax 팀에 직접 문의할 수 있습니다. 우리는 전문적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.
