Thiết bị đeo thông minh, bao gồm máy theo dõi thể dục, kính thông minh và đồng hồ thông minh, đã nhận được nhiều sự chú ý trong những năm này. Là một trong những công nghệ đeo được phát triển nhanh nhất, đồng hồ thông minh cung cấp nhiều lợi thế, chẳng hạn như theo dõi hoạt động, theo dõi giấc ngủ, theo dõi sức khỏe, thông báo, cuộc gọi đến, cảnh báo khẩn cấp, v.v. Tuy nhiên, hầu hết các chức năng của đồng hồ thông minh phụ thuộc rất nhiều vào cảm biến và chip.
Các thành phần của đồng hồ thông minh
Bao gồm các bộ phận nhỏ khác nhau, một chiếc đồng hồ thông minh có thể được chia thành hai phần – thân đồng hồ và dây đeo – từ ngoại hình. Dây đeo đồng hồ có thể được xây dựng từ nhiều chất liệu khác nhau. Thân đồng hồ bao gồm cảm biến, chip, pin, màn hình cảm ứng, màn hình và các thành phần khác. Không giống như đồng hồ điện tử truyền thống, hầu hết các chức năng trong một chiếc smartwatch đều được mang đến bởi các linh kiện điện tử khác nhau được tích hợp bên trong tiện ích thông minh này.
Mặc dù đồng hồ thông minh có kích thước nhỏ, nhưng chúng có thể tích hợp nhiều mô-đun chức năng thành một. Các mô-đun này chủ yếu bao gồm bảng tần số vô tuyến, bảng Bluetooth, bảng WiFi, bảng quản lý năng lượng và các cảm biến hoặc chip khác nhau.
Cảm biến smartwatch được mô tả trong bài viết này cũng là một trong những thành phần thiết yếu của đồng hồ thông minh. Với sự trợ giúp của các cảm biến đồng hồ thông minh khác nhau, đồng hồ thông minh có thể thực hiện theo dõi sức khỏe và theo dõi tập thể dục. Ngoài ra, nó có thể cung cấp các chức năng đo lường như nhịp tim, oxy trong máu, hồ sơ hoạt động và chất lượng giấc ngủ. Bài viết này chủ yếu liệt kê 7 loại cảm biến được sử dụng nhiều nhất trong đồng hồ thông minh hiện nay trên thị trường, cụ thể là:
- Accelerometer
- Máy đo nhịp tim
- Cảm biến SpO2
- Cảm biến nhiệt độ da
- Cảm biến ECG
- Con quay hồi chuyển
- GPS
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ có ý tưởng chung về một số cảm biến smartwatch và cách chúng hoạt động.
Accelerometer
Gia tốc kế thường được sử dụng để đo gia tốc – tốc độ thay đổi vận tốc của vật thể; Nói một cách đơn giản, họ có thể phát hiện xem người dùng có đang di chuyển hay không. Kết quả là, nó là cảm biến phổ biến nhất được tìm thấy trong tất cả các loại đồng hồ thông minh. Ví dụ, tất cả các dòng smartwatch Starmax đều được trang bị gia tốc kế để theo dõi chuyển động của người dùng, chẳng hạn như S5, S90 (đồng hồ trẻ em) và GTS6.
Tính năng điển hình nhất của gia tốc kế trong đồng hồ thông minh là theo dõi chuyển động. Lấy Starmax GTS6 làm ví dụ, gia tốc kế bên trong Starmax GTS6 có thể đo mức độ hoạt động của người dùng khi chạy hoặc chạy bộ. Dựa trên các phép đo này, nó có thể đếm bước và do đó tính toán khoảng cách, lượng calo và các dữ liệu khác.
Vì gia tốc kế có thể được sử dụng để cho biết hướng của thiết bị so với trọng lực của Trái đất, nên có thể định hướng chính xác màn hình đồng hồ thông minh bằng cách xác định hướng đi lên. Hầu hết các đồng hồ thông minh từ Starmax áp dụng nguyên tắc này bằng cách nâng cổ tay của người dùng để đánh thức màn hình đồng hồ thông minh.
Máy đo nhịp tim
Máy đo nhịp tim (HRM), hoặc cảm biến nhịp tim, được thiết kế để phát hiện và đo nhịp tim và mạch của bạn. Ngày nay, hầu hết các đồng hồ thông minh đều có loại cảm biến này được chế tạo để đạt được các tính năng phát hiện nhịp tim. GTS4 do Starmax phát triển cũng được trang bị cảm biến nhịp tim sử dụng photoplethysmography (PPG) để phát hiện lưu lượng máu để đo nhịp tim và mạch đập của người dùng.
Tim là một cơ quan quan trọng chịu trách nhiệm vận chuyển máu trong cơ thể con người. Một trái tim khỏe mạnh sẽ cung cấp lượng máu phù hợp đến tất cả các bộ phận cơ thể với tốc độ thích hợp. Vì vậy, những thay đổi về thể tích máu chảy có liên quan chặt chẽ đến nhịp tim. Các cảm biến nhịp tim trên hầu hết các đồng hồ thông minh sử dụng nguyên tắc này để đo nhịp tim và mạch của người dùng bằng cách phát hiện lưu lượng máu ở cổ tay.
PPG (photoplethysmography) là công nghệ được sử dụng rộng rãi nhất để phát hiện nhịp tim. Đây là một phương pháp phát hiện không xâm lấn sử dụng phương tiện quang điện để phát hiện những thay đổi về thể tích máu. Bạn có thể tìm thấy cảm biến nhịp tim PPG trong tất cả các dòng đồng hồ thông minh Starmax.
Từ góc độ quang phổ, màu đỏ và màu xanh lá cây là màu bổ sung, vì vậy về mặt lý thuyết, máu đỏ sẽ hấp thụ ánh sáng xanh lá cây. Do đó, cảm biến nhịp tim PPG là một trong những cảm biến hiệu quả có thể phát hiện nhịp tim và xung bằng cách theo dõi sự thay đổi cường độ ánh sáng xanh lá cây phản xạ.
Cảm biến PPG trong đồng hồ thông minh thường bao gồm nguồn sáng LED và máy dò quang học. Nguồn sáng LED đầu tiên sẽ chiếu ánh sáng xanh lục vào cổ tay của người dùng, sau đó cảm biến quang học phát hiện ánh sáng phản xạ nhận được và đếm lượng ánh sáng đó. Da trên cổ tay phản chiếu nhiều ánh sáng xanh hơn khi có nhiều tế bào hồng cầu trong mạch máu. Do đó, bằng cách theo dõi sự thay đổi nồng độ của các tế bào hồng cầu trong mạch máu, đồng hồ thông minh có thể nhận ra chức năng phát hiện nhịp tim.
Những thay đổi về nhịp tim có liên quan chặt chẽ đến sức khỏe thể chất, và nhịp tim quá nhanh hoặc quá chậm có thể liên quan đến bệnh. Nhịp tim đều đặn của một người trưởng thành trong trạng thái yên tĩnh, tỉnh táo nên là 60 – 100 nhịp mỗi phút. Bằng cách quan sát những thay đổi về nhịp tim thông qua đồng hồ thông minh, chúng ta có thể khám phá kịp thời những thay đổi sức khỏe tiềm ẩn trong cơ thể.
Cảm biến SpO2
Cảm biến SpO2, còn được gọi là cảm biến bão hòa oxy trong máu, đo mức độ bão hòa oxy bằng cách phát hiện lượng hemoglobin mang oxy trong máu. Theo dõi mức SpO2 bằng đồng hồ thông minh ngày nay rất thuận tiện với sự trợ giúp của cảm biến SpO2.
Cảm biến SpO2 sử dụng hai bước sóng ánh sáng khác nhau – thường là màu đỏ và hồng ngoại – để chiếu lên da để đo mức độ bão hòa oxy trong máu. Hemoglobin oxy hóa có thể hấp thụ nhiều ánh sáng hồng ngoại hơn và ít ánh sáng đỏ hơn. Ngược lại, hemoglobin khử oxy hấp thụ lượng ánh sáng đỏ cao hơn hồng ngoại.
Do đó, bằng cách tính tỷ lệ của hai loại ánh sáng này đi qua máu, kết quả của mức độ bão hòa oxy trong máu có thể được hiển thị theo tỷ lệ phần trăm, được gọi là SpO2. Đối tượng có chỉ số SpO2 từ 95% trở lên được coi là có sức khỏe tốt.
Cảm biến SpO2 trong đồng hồ thông minh thường theo dõi nồng độ oxy trong máu, hoặc độ bão hòa oxy, bằng cách đo mức độ hiệu quả của oxy được đưa đến cổ tay. Với đồng hồ thông minh được trang bị cảm biến SpO2, người đeo có thể dễ dàng theo dõi nồng độ oxy trong máu để phát hiện những bất thường tiềm ẩn trong sức khỏe.
Thông tin được phản ánh trong mức độ bão hòa oxy trong máu là rất quan trọng đối với những thay đổi trong tình trạng thể chất. Do đó, nó có thể được sử dụng để phát hiện các bệnh về đường hô hấp, bao gồm bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính và ngưng thở khi ngủ. Ví dụ, mức độ bão hòa oxy có thể giảm đáng kể khi người dùng ngủ sâu hoặc do thói quen lối sống không lành mạnh như hút thuốc hoặc uống rượu.
Cảm biến nhiệt độ da
Cảm biến nhiệt độ da đo năng lượng nhiệt phát ra từ bề mặt da của một người. Cảm biến này có thể phát hiện nhiệt độ cơ thể của người dùng và từ đó giúp theo dõi tình trạng sức khỏe của họ. Các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như môi trường, hoạt động thể chất, các vấn đề sức khỏe, v.v., có thể gây ra những thay đổi về nhiệt độ cơ thể.
Đồng hồ thông minh với cảm biến nhiệt độ da có thể theo dõi những thay đổi tinh tế về nhiệt độ da theo thời gian bằng cách theo dõi nhiệt độ cơ thể của người dùng. Sau đó, nó có thể giúp phát hiện sớm các bệnh tiềm ẩn, vì nhiệt độ cơ thể bất thường có thể là dấu hiệu sớm của bệnh thể chất.
Vòng đeo tay thông minh bán chạy của Starmax – S5 Fitness Tracker còn được trang bị cảm biến nhiệt độ da để phát hiện thân nhiệt cơ thể một cách tiện lợi. Và đồng hồ thông minh như Apple Watch Series 8, cảm biến nhiệt độ da của họ thậm chí có thể hỗ trợ theo dõi chu kỳ kinh nguyệt của phụ nữ và dự đoán khả năng sinh sản.
Cảm biến ECG
Điện tâm đồ (ECG hoặc EKG) là một xét nghiệm y tế hiệu quả được sử dụng để đo hoạt động điện của tim. Xét nghiệm y tế này đòi hỏi một cảm biến ECG để nắm bắt và ghi lại các tín hiệu điện nhỏ mà nhịp tim tạo ra. Biểu đồ hiển thị hoạt động điện của tim, được gọi là dấu vết ECG hoặc dấu vết EKG, giúp đánh giá hoạt động tim của người dùng.
Đồng hồ thông minh có khả năng điện tâm đồ có thể giúp phát hiện các tình trạng nhịp tim, chẳng hạn như rung tâm nhĩ và các bất thường khác, bằng cách đo chính xác tín hiệu điện của sự co cơ tim và tính toán thời gian giữa mỗi nhịp tim. Với ECG cấp y tế và máy đo oxy đo SpO2, Withings ScanWatch là một ví dụ tuyệt vời về một chiếc đồng hồ thông minh hiện đại với khả năng theo dõi sức khỏe tiên tiến.
Khi cảm biến ECG hoạt động song song với các cảm biến khác, chẳng hạn như cảm biến nhịp tim, nó có thể phát hiện và theo dõi những thay đổi trong nhịp tim có thể chỉ ra vấn đề sức khỏe tiềm ẩn. Đồng hồ thông minh được trang bị các cảm biến này có thể theo dõi trái tim của người dùng liên tục và cảnh báo họ nếu có bất kỳ sự bất thường nào phát sinh.
Con quay hồi chuyển
Con quay hồi chuyển và gia tốc kế đều là những cảm biến được sử dụng để đo chuyển động của một vật thể, nhưng chúng hoạt động khác nhau. Con quay hồi chuyển được sử dụng chủ yếu để theo dõi góc của một vật thể để nắm bắt vận tốc góc và thay đổi hướng của nó. Một số nhà sản xuất đồng hồ thông minh thậm chí còn kết hợp gia tốc kế và con quay hồi chuyển cho tam giác để có được định hướng chính xác hơn của các vật thể.
GPS
Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), một tính năng phổ biến khác trong đồng hồ thông minh cao cấp, sử dụng tín hiệu vệ tinh để xác định vị trí chính xác của thiết bị và theo dõi chuyển động của nó theo thời gian. Kết quả là, nó cho phép đếm bước chính xác hơn. Ngoài ra, nó có thể có được một bức tranh chi tiết hơn về mức độ hoạt động hàng ngày của bạn (ví dụ: vạch ra các tuyến đường chạy và đi xe đạp thích hợp). Tuy nhiên, đồng hồ thông minh GPS có yêu cầu thu tín hiệu tương đối cao nên giá thành tương đối cao. Định vị thời gian thực cũng có nghĩa là thời lượng pin ít hơn cho đồng hồ thông minh GPS.
Kết thúc
Tóm lại, đồng hồ thông minh là công cụ mạnh mẽ để theo dõi hiệu quả sức khỏe thể chất của chúng ta thông qua các cảm biến khác nhau, bao gồm 7 cảm biến được đề cập trong bài viết này. Hơn nữa, công nghệ đồng hồ thông minh sẽ tiếp tục phát triển với những tiến bộ trong cảm biến, chất bán dẫn và các thành phần khác.
Bằng cách kết hợp hiệu quả các cảm biến và bộ phận đồng hồ thông minh khác nhau này, chúng ta có thể mở ra một thế giới khả năng vô hạn với các thiết bị đồng hồ thông minh của mình. Với sự kết hợp giữa sự đổi mới và thực tế trong thiết kế đồng hồ thông minh, đồng hồ thông minh sẽ tác động đáng kể đến lối sống của chúng ta trong những năm tới.
Nếu bạn có bất kỳ ý tưởng nào về thiết kế và sản xuất đồng hồ thông minh, bạn có thể liên hệ trực tiếp với nhóm Starmax. Chúng tôi có thể cung cấp cho bạn các giải pháp chuyên nghiệp.
