Come sono progettati e fabbricati i tracker sport/fitness?

I tracker sport/fitness di solito usano le seguenti tecnologie hardware:

1. Accelerometri, giroscopi e bussole

Tutti i moderni wearable e smartphone sono dotati di motion tracker o accelerometri, giroscopi e bussole.
Un giroscopio è un dispositivo che utilizza la gravità terrestre per aiutare a determinare l'orientamento di un oggetto nello spazio; una bussola determina la direzione cardinale, e un accelerometro è progettato per misurare l'accelerazione.
I motion tracker sono utilizzati per misurare le attività di camminata, corsa, bicicletta e nuoto. Con i dati raccolti, gli smartwatch e le app possono calcolare velocità, cadenza, distanza percorsa e numero di calorie bruciate. Braccialetti e smartwatch possono anche tracciare il sonno usando gli accelerometri.
Accelerometri, giroscopi e bussole possono essere tre pezzi separati di hardware, o possono essere consolidati in un sensore di movimento comune. InvenSense, per esempio, offre una varietà di tali soluzioni hardware. Apple sta attualmente costruendo coprocessori di tracciamento del movimento congiunto nei suoi smartphone. L'iPhone 5s ha un chip M7 che combina un accelerometro, un giroscopio e una bussola. L'ultimo iPhone 6s ha un coprocessore M9 integrato nella CPU A9 del telefono.

2. GPS e altimetri barometrici

Il ricevitore del sistema di posizionamento globale incorporato in un fitness tracker è una caratteristica preziosa per corridori, ciclisti ed escursionisti. Ma poiché consuma le batterie, il GPS non è molto usato nei fitness tracker.
Un altimetro barometrico è un'alternativa più affidabile e precisa del GPS per il rilevamento dell'altitudine e dell'altezza degli oggetti. Tiene traccia dell'altitudine sulla base della misurazione della pressione atmosferica e raccoglie i dati sull'altitudine mentre si è su una pista o si salgono le scale.
I dispositivi Forerunner di Garmin, come il fēnix 2 e il fēnix 3, uniscono al GPS altimetro, barometro e bussola (il cosiddetto ABC) per dare agli utenti informazioni più precise sul loro movimento.
Anche gli ultimi iPhone hanno barometri e altimetri.

4. I cardiofrequenzimetri ottici

Anche se ci sono alcune fasce toraciche che usano sensori ECG per misurare la frequenza cardiaca (Polar H7, per esempio), la maggior parte degli activity tracker di oggi si basa su sensori ottici.
I cardiofrequenzimetri ottici usano sensori LED per seguire i cambiamenti della saturazione del sangue facendo passare la luce attraverso la pelle in punti specifici: sul polso, sul dito, sul bicipite, sulla fronte o sull'orecchio, per esempio. Come risultato, i cardiofrequenzimetri ottengono un fotopletismogramma (PPG) che permette al processore del monitor di determinare la frequenza cardiaca e il ciclo cardiaco.

5. Sensori di temperatura della pelle e di risposta galvanica della pelle

Se gli utenti vogliono sapere quanto sudano e come cambia la loro temperatura durante le attività di fitness, tracker avanzati come Microsoft Band, Basis Peak e Empatica E4 possono fornire queste informazioni. I monitor della risposta galvanica della pelle (alias attività elettrodermica) permettono agli utenti di misurare i livelli di stress e li aiutano a ottenere dati più accurati sulla loro frequenza cardiaca.

6. Sensori di bioimpedenza

La bioimpedenza misura la resistenza del tessuto corporeo a piccole quantità di corrente elettrica per consentire la cattura di una vasta gamma di segnali fisiologici tra cui la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria e la risposta galvanica della pelle. La bioimpedenza richiede molta meno energia rispetto ai sensori ottici per lo stesso livello di precisione, ed è utilizzata da activity tracker di fascia alta come i braccialetti Jawbone UP3 e UP4.

7. Sensori di luce ambientale

Questi sensori rilevano e misurano costantemente la quantità di luce nel loro ambiente. La loro percezione della luminosità corrisponde alle esigenze dell'occhio umano. L'obiettivo di questi sensori è quello di regolare automaticamente la luminosità di un display, riducendo così l'affaticamento degli occhi. I sensori di luce ambientale sono ampiamente utilizzati nei moderni smartphone, compresi gli iPhone e gli ultimi telefoni Samsung Galaxy.
Oltre agli smartphone, questi dispositivi sono utilizzati anche nei wearable. Il braccialetto Runtastic Orbit, per esempio, utilizza un sensore di luce ambientale per contare il tempo che un utente trascorre alla luce del sole.

In uno dei nostri ultimi progetti di fitness abbiamo progettato un'app per Vigo, un dispositivo di monitoraggio dell'energia e della vigilanza sostenuto su Kickstarter. Vigo è un gadget che può essere montato sull'orecchio. Il suo compito è quello di avvisarti quando ti stai appisolando e darti consigli su quando fare delle pause.
Guarda questo progetto su Behance e Dribbble.

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