今年のバレンタインデーは、「自分の心の声に耳を傾けましょう。」
いいえ、これはスウェーデンのロックバンド、ロクセットのぴったりの名前の曲の歌詞ではなく、健康とウェルネスにおける成長傾向なのです。
健康とパフォーマンスに関しては、送信する必要があるデータには、動きの追跡（MEMセンサーによる）と生物学的データの2つの主要なカテゴリがあります。生体データに関しては、心拍数モニターが最も一般的ですが、設計が難しいです。
心拍数モニターには、赤外線ベースのセンサーと心電図という2つの主要な技術があります。心電図検査は、患者の体に装着した電極を使用して、一定期間にわたる心臓の電気的活動を記録します。これらの電極は、心拍ごとに心筋の脱分極によって生じる皮膚上の微細な電気的変化を検出します。この方法は非常に正確で、心臓の異常を検出することができますが、皮膚に電極を貼り付ける必要があるため、多くの消費者向けアプリケーションでは不便です。
2番目の解決策は光電式容積脈波記録法に基づいています。この複雑な言葉は、血液が赤いのは赤い光を反射し、緑の光を吸収するからであるという単純な事実を表しています。心筋の収縮と弛緩により、血液は心臓に出入りし、静脈内の血液量が周期的に変化します。光の吸収は流れに応じて変化し、電子回路がこの変化を測定します。
光電式容積脈波記録法には、透過法と反射法という2つの方法論があります。この伝送方法は、小さな装置に指を挟む医療機器で使用されています。明らかに、これはフィットネスデバイスにとってはあまり便利ではなく、ウェアラブルデバイスの場合の解決策は反射方式です。
光を送信する専用の赤外線または緑色LED、反射信号を受信するフォトダイオード、アンプと ADC、および信号を処理する マイクロコントローラ を使用して個別に設計できます。受信信号は数十マイクロボルトの範囲のみです。したがって、信号は、 STMicroelectronics の TSU104のような低電力オペアンプで増幅する必要があります。
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もう1つの選択肢は統合ソリューションです。Silicon Labs はSi114xファミリを提供しています。Si1147-M01 には、近接、周囲光、心拍数、UVインデックス、およびすべての信号処理機能に対応する高度に統合された光学機械ソリューションを提供する光センサー モジュールが統合されています。
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心拍数を測定する設計は、筋肉の収縮、不安定な身体接触、肌の色、入れ墨、髪の毛など、多くのノイズ源があるため困難です。
心拍数がわかれば、消費カロリー数を計算できます。実際、運動中に消費されるカロリー数は、平均心拍数と運動時間によって異なります。カロリー計算に使用されるその他の項は一定です。したがって、ウェアラブルデバイスは消費カロリーを簡単に表示できます。
独自のフィットネストラッカーを作成したい場合は、身体活動の種類に応じて消費カロリーを推定する数式がいくつかあります。たとえば、ウェイトリフティングと有酸素運動では異なる計算式が使用されます。有酸素運動に関するこの最も標準的な方程式は、スポーツ科学ジャーナルに掲載されており、男女別の公式が示されています。
男性の場合:
消費カロリー = [(年齢x 0.2017) + (体重x 0.199) + (心拍数x 0.6309) — 55.0969] x時間 / 4.184。
女性の場合:
消費カロリー = [(年齢x 0.074) -(体重x 0.126) + (心拍数x 0.4472) — 20.4022] x時間 / 4.184。