Оптические пульсометры - купить пульсометры с оптическим датчиком: выгодные цены на оптические пульсометры. Что делать, если пульсометр показывает неверные данные

Измерение пульса - дело полезное и нужное: этот параметр помогает определить общее состояние организма человека, а также оценить уровень активности активности, в случае проведения тренировки. Правда, измерение пульса «на ходу» - дело довольно хлопотное. Ведь никто не хочет таскать с собой громоздкие устройства или проводить измерение вручную. Спортсмены-профессионалы долгое время обходились нагрудными пульсометрами, показания которых весьма точны. Но нагрудный пульсометр тоже не идеален - как, например, с его помощью быстро измерить пульс человека в офисе? В общем, за последние несколько лет появились альтернативные пульсометры - оптические.

До сих пор Lifetrak отказывался от конкуренции среди спортивных оптических пульсометров, совершенствуя линейку фитнес-часов, где датчик пульса включался «по требованию». Новинка совсем не похожа на то, что они делали все это время. Немного подробностей под катом. Новый девайс позволяет измерять пульс в постоянном режиме на суше и в воде, записывая данные в специальное приложение, а в случае выхода из зоны, посылает уведомление. И это ключевая особенность Zoom от Lifetrak.

Оптический пульсометр просвечивает кожу человека при помощи относительно мощного пучка света, а оптический датчик определяет скорость и характериистики отраженного светового излучения, определяя параметры циркуляции крови по капиллярам. Датчики такого типа - достаточно точные. Преимущество оптического пульсометра - портативность, такие модули встраивают в умные часы, фитнес-трекеры и другие устройства. Наиболее удачные модели мы и предлагаем сейчас оценить.

Рынок пульсометров огромен, но к оптическим всегда было повышенное внимание и повышенные требования, и лидеры этой ниши, кажется, сумели оправдать лучшие ожидания. Начнем с классики.

Mio Alpha 2

Как и говорилось выше, устройство умеет измерять пульс без нагруного ремня, за счет модуля пульсометра, встроенного в корпус. Определяя пульс, часы дают возможность настроить так называемые зоны сердечного ритма для оптимизации проведения тренировок.

Все данные устройство передает по беспроводной связи на мобильный телефон, в собственное приложение. Показания Mio Alpha 2 весьма точны, а пульс определяется даже во время сверх-активной тренировки (некоторые модели наручных пульсометров в это время начинают сбоить).

Basis Peak

Вероятно, пульсометр, да. Здесь он есть, оптический, как и у всех прочих гаджетов из подборки. Устройство очень точное, правильно показывает пульс и во время тренировки, и во время отдыха. С помощью технологии Body IQ устройство Peak автоматически распознает разные виды активности – бег, ходьбу, езду на велосипеде.

В часах используется усовершенствованный оптический пульсометр с более мощными датчиками, чем у большинства аналогов, для повышения точности и согласованности измерения ЧСС. Пользователь Basis Peak может отслеживать частоту сердечных сокращений в режиме реального времени 24 часа в сутки, непосредственно на запястье - во время прогулок, пробежек, велосипедных прогулок и при любом другом виде активности.

Microsoft Band

Это одно из наиболее функциональных устройств в подборке. Здесь есть все - дисплей, куча модулей, датчиков и сенсоров. Конечно же, есть и оптический пульсометр, который уже заслужил одобрение пользователей устройства. Благодаря такой функциональности Microsoft Band можно назвать универсальным носимым гаджетом. Устройство можно использовать и для организации личного времени, бизнес-планирования, так и для оценки своей активности во время занятий спортом.

Поскольку в гаджете есть оптический пульсометр, то сам пульс можно определить в любое время - в ходе тренировки или во время отдыха. Кроме того, в Band есть шагомер, датчик качества сна, детектор УФ-излучения, GPS, WiFi, Blueooth модули и многое другое.

Fitbit Charge

Пульсометр фитнес-браслета Fitbit Charge HR работает на базе собственной разработки – оптической технологии подсчета сердечного ритма PurePulse, фиксирующей малейшие изменения давления крови. Методика предполагает использование крошечных безопасных светодиодов на тыльной сторонегаджета. Суть используемого метода в том, что в процессе сердцебиения капилляры расширяются и сжимаются в зависимости от объема заполняющей их крови. Светодиодная технология PurePulse позволяет определять наполняемость микрососудов по изменению плотности светового пучка, проходящего через капилляры. Фотодетектор регистрирует изменение между стартовыми показателями от источника света и отраженным результатом после поглощения части светового пучка кровью и мягкими тканями. Технология PurePulse абсолютно безопасна и отличается чрезвычайно низкими показателями энергопотребления.

Опция PurePulse позволяет пользователю отслеживать интенсивность тренировок, количество израсходованных калорий, визуализируя результаты с помощью интерактивных графиков и диаграмм в приложении Fitbit.

Apple Watch

Описывать умные часы от Apple еще раз смысла нет - в Сети полным-полно обзоров. Тем не менее, в этом устройстве тоже есть пульсометр, и работает он неплохо. Правда, не так давно, после получения обновления, пульсометр начал работать несколько непредсказуемо, замеряя пульс не каждые 10 минут, а выбирая различные промежутки времени.

Тем не менее, Apple, кажется, удалось решить проблему, во всяком случае, количество жалоб на форумах резко уменьшилось.

Сейчас оптические пульсометры и гаджеты с ними становятся все более распространенными, и причина тому - возможность измерять пульс на ходу. Модули такого типа встраивают во многие устройства, включая умные часы. В принципе, это неплохая идея, поскольку, раз уж умные часы называют цифровым ассистентом, почему бы им не побыть еще немножечко и цифровым врачом (ну, или хотя бы медсестрой?). И действительно, большинство устройств на Android Wear оснащены пульсометрами, среди прочих моделей можно назвать LG Watch Urban.

В дальнейшем, вероятно, число устройств с различными модулями, назначение которых - изучать состояние организма человека, будет только увеличиваться. И это хорошо, ведь и программные платформы для отслеживания динамики состояния своего организма, также развиваются. Google, Apple, Samsung в этом вопросе - впереди планеты всей.

Что же, осталось только пожелать всем здоровья.

— Поделится Новостью в Соц. Сетях

До сих пор Lifetrak отказывался от конкуренции среди спортивных оптических пульсометров, совершенствуя линейку фитнес-часов, где датчик пульса включался «по требованию». Новинка совсем не похожа на то, что они делали все это время. Немного подробностей под катом. Новый девайс позволяет измерять пульс в постоянном режиме на суше и в воде, записывая данные в специальное приложение, а в случае выхода из зоны, посылает уведомление. И это ключевая особенность Zoom от Lifetrak.

Обзор Lifetrak C410 - «непостоянный» пульсометр для постоянного использования

С момента появления первого серийного пульсометра в 1977 году до сегодняшнего дня датчики побывали и на пальце, и в ухе, и - прошу прощения - под попой, о чем мы писали в "неврологической подборке". Типологию современных гаджетов для снятия пульса мы попытались проанализировать в "генеалогической елке", и там оказались часы с ремнем, нагрудные пульсометры, оптика, наушники. Оптическим пульсометрам мы также посвятили отдельный пост на Geektimes.

Nintendo патентует консоль с необычным расположением датчиков

Компания Nintendo никогда не следовала общему тренду в производстве игровых приставок и выделялась на фоне Sony и Microsoft. Пользователи тепло принимали устройства производителя, и многие с нетерпением ждут новую консоль Nintendo NX. Недавний патент может пролить свет на некоторые возможности грядущей новинки. В Интернет попали схемы из патентной заявки Nintendo, на которых демонстрируется портативная консоль с "обращенными наружу" линейными датчиками изображения. С их помощью консоль сможет анализировать прикосновения рядом с устройством и выполнять определённые команды, например, взаимодейс

Новая технология Apple способна распознавать жесты пользователя

Компания Apple получила очередной патент, связанный с проецированием и жестикуляцией. В документе описывается технология, способная распознавать и интерпретировать жесты. В документе упоминается оптоэлектронное устройство, оснащённое полупроводниковой подложкой, на которой размещён двухмерный ряд оптических излучателей и проецирующих линз, а также дифракционный оптический элемент. Проецирующая линза предназначена для сбора и фокусировки света от оптических излучателей, чтобы проецировать оптические лучи на поверхность в определённом порядке.

Withings Thermo измерит температуру одним касанием

Измерение температуры тела - это достаточно лёгкий процесс, однако те, у кого есть маленькие дети, не понаслышке знают, как сложно бывает измерить температуру у маленьких непосед. Новый термометр Withings Termo призван помочь родителям в решении этой проблемы. Этот градусник не нужно вставлять в рот или подмышку. Для того, чтобы измерить температуру с помощью Withings Termo, его всего лишь нужно приложить ко лбу, и через 2 секунды гаджет покажет точную температуру тела.

А вы знали, что от бега бывают шрамы? Причем на грудной клетке. Конечно, не от самого бега, а от нагрудного пульсометра. Зачем нужны тренировки по пульсу, можно прочитать в .

Мне не повезло иметь конструкцию, при которой лента натирает, особенно на длинных дистанциях. Длительная тренировка около 30 км с пульсометром - гарантированные кровь-кишки натертости, боль в процессе и долго заживающие шрамы. Пробовала менять ленты, надевать ленту чуть выше и ниже, затягивать сильнее и слабее - безрезультатно. К тому же, нагрудный датчик пульса нужно регулярно стирать и менять в нем батарейку. Иначе он начинает бредить, часто в самый ответственный момент.

Все это изрядно раздражает, поэтому я давно хотела попробовать альтернативный вариант - оптический пульсометр . Выбор пал в пользу устройства Scosche Rhythm+ , которое мне удачно подарили на день рождения 😉 Что из этого получилось, читайте ниже. Осторожно: много графиков!

Как работает нагрудный датчик пульса

Нагрудный датчик пульса , он же нагрудный кардиомонитор (HRM strap, HRM band) - это эластичный ремень с двумя электродами в виде полосок из проводящего материала и кардиопередатчиком. Технология его работы построена на таком явлении как электрическая активность сердца, обнаруженном в конце 19 века.

Датчик крепится на груди, электроды увлажняются водой или специальным гелем для лучшей проводимости. В момент сокращения сердечной мышцы на коже регистрируется разность потенциалов - таким образом происходит измерение частоты пульса. С датчика информация по беспроводной технологии непрерывно передается на принимающее устройство: часы, велокомпьютер, фитнес-браслет, смартфон и т.п.

Как работает оптический датчик пульса

Оптический датчик пульса с помощью светодиодов просвечивает кожный покров мощным пучком света. Затем происходит измерение отраженного количества света, рассеянного кровотоком. Технология строится на том, что рассеивание света в тканях происходит определенным образом в зависимости от динамики кровотока в капиллярах, что позволяет отследить изменения пульса.

Оптические датчики требовательны к плотному прилеганию к коже (не работают через одежду) и расположению. Их работа построена на определении кровотока в тканях, поэтому чем больше тканей доступно для считывания, тем лучше.

Нагрудный и оптический датчик пульса для бегуна: сравним?

Почему Scosche RHYTHM+, а не встроенный в спортивные часы датчик пульса?

Самый очевидный вариант при выборе оптического пульсометра - купить спортивные часы со встроенным датчиком. Большинство относительно новых моделей часов известных производителей уже включают в себя эту опцию. На первый взгляд, удобно: все в одном, не нужно отдельно заряжать и надевать на себя еще одно устройство.

Но если присмотреться, то такой вариант имеет свои подводные камни. Первым из них для меня стало то, что оптический пульсометр должен плотно прилегать к коже, через ткань, даже самую тонкую, он не работает.

Мои основные тренировки обычно приходятся на конец осени и зиму - подготовка к весеннему марафону. К жаре адаптируюсь плохо, летом бегаю больше для поддержания, а прогресс и улучшение формы удается получить только по холодной погоде.

Часы при этом всегда ношу поверх рукава лонгслива или ветровки. Задирать рукав каждый раз, чтобы посмотреть на показания пульса и темпа - вообще не вариант. Особенно это касается бега на ПАНО, где пульс должен попадать в достаточно узкий коридор и его нужно все время контролировать, чтобы не ускакал выше.

Вторая причина, почему мне не подходит встроенный в часы датчик, обнаружилась уже во время тестирования, о ней ниже.

Оптический датчик пульса Scosche RHYTHM+: краткий обзор

Полное название устройства: Scosche RHYTHM+ Dual ANT+/Bluetooth Smart Optical HR .

Было выпущено в 2014 году. До сих пор считается одной из самых удачных и точных моделей среди оптических датчиков пульса. Подробнее можно почитать в мега-основательном обзоре на сайте Рэя , который DCRainmaker.

Так выглядит Scosche RHYTHM+, просто и с минимумом наворотов

Scosche RHYTHM+ — отдельное устройство в виде браслета с оптическим датчиком, которое надевается на руку и передает показания на любой гаджет, поддерживающий технологию ANT+ или Bluetooth Smart. Фактически это все современные спортивные часы, смартфоны (iPhone 4s и выше, Android 4.3 и выше) и другие устройства. Также работает с любыми приложениями, поддерживающими измерение пульса. Короче, полностью универсальная штука.

Scosche RHYTHM+ имеет три оптических сенсора

В комплекте к датчику идет USB зарядка, заявленное время работы 7-8 часов . Минус: индикация уровня заряда отсутствует. Я вышла из положения, просто ставя Scosche на зарядку после каждой тренировки.

Scosche RHYTHM+ на USB зарядке

По характеру Scosche - типичный интроверт. Все взаимодействие с внешней средой происходит при помощи единственного огонька, который во время зарядки устройства изредка мигает красным, во включенном состоянии — красным и синим, при выключении - снова красным, но чаще. Кнопка тоже одна, для включения достаточно просто нажать ее, для выключения - нажать и подержать. Другая коммуникация с устройством не предусмотрена, любители минимализма и голой функциональности оценят.

Размер браслета датчика регулируется при помощи липучек

Тестирование оптического датчика пульса Scosche RHYTHM+

Чтобы оценить точность оптического датчика по сравнению с нагрудным, я пошла самым простым путем: нацепила на себя двое часов, оба датчика и отправилась на пробежку. Scosche передавал показания пульса на Garmin 920XT, нагрудный датчик - на старый заклеенный изолентой заслуженный Garmin Forerunner 410.

Набор юного исследователя: часы 2 шт, датчики пульса 2 шт

В результате со всех тренировок было получено по два графика пульса - по версии каждого из датчиков. Затем для наглядного сравнения графики были наложены друг на друга. Подразумеваем, что показатели нагрудного пульсометра условно точны. Хотя с ним тоже не все так однозначно, как можно убедиться на одном из примеров ниже.

Почувствуй себя гиком. Весь январь бегала с двумя часами

За месяц были получены данные с разных типов тренировок :

• трусца на низком пульсе
• легкий бег на уровне аэробного порога (АП), в том числе с короткими ускорениями по 20-30 секунд (страйдами)
• бег в марафонском темпе
• темповый бег на уровне анаэробного порога (ПАНО)
• МПК-интервалы по 1 км
• повторы по 400 м

Посмотрим, что получилось.

Часть 1, неудачная

Если сидеть, стоять или ходить, то показания Scosche и нагрудного пульсометра совпадают практически полностью, отклонение не более одного удара (оптический датчик чуть запаздывает).

Пока не бежишь, датчики меряют одинаково

Попытка №1: легкий бег на аэробном пороге

Расположение по инструкции

На первую тестовую тренировку я надела только оптический датчик, т.к. уже пару раз успела с ним побегать, показания были вменяемые, подставы не ожидала.

Почти сразу начались глюки, но через пару километров вроде бы все устаканилось. Ровный бег на 150-154 по ровному Труханову, пробежала около 8 км, и тут бах! пульс подпрыгивает под 180 и не снижается. Задумалась, бежать в больницу или вызывать скорую на место. Для справки: до 180+ мое сердце удается разогнать только на интервалах по 1 км, ну или на финишном ускорении на соревнованиях. И это явно не медитативный бег и единение с природой, а счет выдохов, чтобы отвлечь мозг и дотерпеть последние несколько сот метров.

Показания оптического датчика при беге на АП, расположение по инструкции

На графике видно, что я 3 раза останавливалась, пыталась как-то поправить датчик, но безуспешно. Дальше бежала по темпу, пульс колебался от 175 до 180 . Почему именно эти устрашающие цифры? А потому, что примерно такой у меня каденс . Видимо, из-за неудачного (в моем случае) расположения при движениях рукой на датчик как-то хитро попадает свет, и он считает эти колебания вместо пульса.

Вывод: размещение датчика по инструкции мне не подходит.

Попытка №2: трусца

Расположение датчика: на запястье - как у встроенного в спортивных часах

Расположение как в часах, плотная фиксация с помощью подручных материалов

Результат еще печальнее, правильных показаний не было вообще, сплошной каденс. На графике пульса с нагрудного датчика (синем) все четко: видны подъемы и спуски с лестниц, остановка на светофоре.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при трусце, расположение на запястье

Уже позже прочитала, что часы со встроенным датчиком рекомендуют надевать чуть выше, чем обычно, чтобы для считывания было доступно больше тканей. В моем случае это не помогает: и там, и там дефицит мягких тканей, одна кожа и кости 🙂

Вывод: размещение датчика на запястье (и часы со встроенным оптическим датчиком) мне не подходит.

Попытка №3: разминка / темповая работа на ПАНО 5 + 3 + 3 км / заминка

Расположение датчика: на бицепсе, с внутренней стороны. Подсмотрела такой вариант у Рэя (ссылка на его обзор выше), у него он работает. У меня - снова безобразие.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при работе на ПАНО, расположение на внутренней стороне бицепса

Попытка №4: снова трусца

Расположение датчика: немного выше локтя, сбоку (спереди)

Местами Scosche даже работал правильно, но не удержался, чтобы не изобразить на графике темповую тренировку.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при трусце, расположение выше локтя спереди

Здесь я задолбалась расстроилась и нажаловалась в фейсбуке на все эти продвинутые технологии. Автор подарка, который сам бегает с таким же пульсометром уже больше года, подсказал, что надевает его так, чтобы датчик располагался на внешней стороне бицепса. Ладно, еще одна попытка. И вуаля! Это помогло.

Часть 2, удачная

Расположение оптического датчика, которое у меня работает

Попытка №5: еще одна трусца

Расположение датчика: с внешней стороны бицепса

Идеальное совпадение графиков, включая отработку лестниц и переходов

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при трусце, расположение с внешней стороны бицепса

Попытка №6: темповая на ПАНО 5 + 3 + 3 + 1 км

Расположение датчика: там же

У нагрудного пульсометра получился чуть более сглаженный график, но все средние показатели на км совпадают.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при темповой работе на ПАНО, расположение с внешней стороны бицепса

Попытка №7: легкий бег на АП + 6 коротких ускорений по 20-30 сек.

Расположение датчика: там же

Единственное различие в том, что оптический показывает более высокий пульс на страйдах. Кто из них прав, не знаю, но это не принципиально — для коротких ускорений пульс абсолютно не важен.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при беге на АП с короткими ускорениями, расположение с внешней стороны бицепса

Попытка №8: интервалы 5х1км + повторы 4х400м

Расположение датчика: там же

На интервалах график с показателями оптического пульсометра чуть более «забористый», и есть небольшие запаздывания. Впрочем, отклонения мелкие, и на общую картину никак не влияют.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при интервалах 5х1км, расположение с внешней стороны бицепса

А вот на повторах несовпадение графиков уже серьезнее, хотя, как и в случае с короткими ускорениями, по пульсу их никто не бегает.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при повторах 4х400м, расположение с внешней стороны бицепса

Попытка №9: разминка / 13 + 5 км в марафонском темпе / заминка

Расположение датчика: там же

Здесь редкий случай - глюк нагрудного датчика . Его видно в начале синего графика, где пульс на разминке улетает на 180.

Как уже упоминалось, электроды нагрудного датчика для лучшей электропроводимости нужно смачивать - либо специальным гелем, либо водой. Лично я на них чаще всего просто плюю (пардон за натурализм), надеваю ленту и почти сразу выхожу на тренировку. Если не смочить электроды заранее, то поначалу пульсометр может глючить, но потом они увлажнятся естественным образом - с помощью пота.

Алгоритм был нарушен: в уже полностью одетом виде меня застал телефонный звонок, и выйти получилось только минут через 15. Лента высохла, да и на улице самоувлажняться не спешила из-за холода. Там видно еще одну остановку в самом начале М-темпа - тоже из-за телефона. При более высокой интенсивности процессы пошли быстрее, и нагрудный датчик пришел в чувство.

Еще был непонятный прыжок пульса по версии оптики во время легкого бега между работами - причину не нашла.

Показания оптического (красный график) и нагрудного датчиков (синий) при М-темпе, расположение с внешней стороны бицепса

Пожалуй, на этом с графиками пора завязывать.

С тех пор я полностью перешла на Scosche и попрощалась со шрамами. С подобранным местом расположения оптического датчика его показатели достаточно точны для моих целей, никаких заметных глюков больше не наблюдалось. Надеюсь скоро пробежать с ним марафон и наконец-то узнать, с каким пульсом я это делаю (до этого ни разу не бегала 42 км с пульсометром по понятным причинам).

Плюсы/минусы оптического датчика по сравнению с нагрудным

Удобство: не натирает, не сползает, не мешает

В нем не разряжается батарейка, что случается редко, но в самый неподходящий момент

Его не нужно стирать, в отличие от нагрудного, который в просоленном состоянии может показывать некорректные данные (при активных тренировках стираю ленту раз в неделю)

Его не нужно смачивать перед использованием

При подборе удачного места размещения оптический датчик достаточно точен для решения задач бегуна-любителя

Нагрудный или оптический пульсометр?

— нагрудный датчик по умолчанию точнее, технология его работы не требует танцев с бубном подбора оптимального расположения на теле и идеального прилегания

— оптический датчик в виде устройства (не встроенный в часы) нужно отдельно заряжать, а это еще +1 зарядка ко всей имеющейся куче проводов

Плюсы оптического датчика Scosche по сравнению со встроенным в часы

Путем экспериментов можно подобрать оптимальное место размещения, при котором показания будут наиболее точны. В случае с часами со встроенным датчиком пульса варианты ограничиваются запястьем - не у всех оптика работает корректно в этом месте (я тому пример).

Оптический датчик в виде отдельного устройства можно надевать под одежду, при этом показания выводятся на часы, надетые поверх рукава. Часы со встроенным датчиком должны прилегать к телу, что делает их использование в холодное время года неудобным.

В 2018 году пульс можно измерять тремя разными типами девайсов. В чем их особенности и чем они отличаются между собой?

Пока ни один девайс не стал важнее вашего самочувствия и личного восприятия нагрузки, монитор сердечного ритма показывает вторую по важности метрику – пульс. На тренировках точность и стабильность устройств измерения максимально важна, но не все трекеры пульса созданы одинаково хорошими. Физиолог Джеффри Кристл из Стэнфорда, автор недавнего исследования о точности персонализированных устройств для замера ЧСС.

Нагрудный пояс

Привычное и необходимое для всех более-менее тренирующихся атлетов устройство. Как оно работает: «Два встроенных электрода регистрируют электрические сигналы ударов сердца. Все, что нужно датчику здесь, это R-интервал. Это большая, заостренная кверху линию на электрокардиограмме (ЭКГ) – суть работы левого желудочка. Если ваш HR-пояс исправен и смочен, он будет в первую очередь ориентироваться и снимать эту метрику, что даст достаточно четкое представление о сердечном ритме», – объясняет Кристл.

Плюсы:

Самый точный и стабильный с большим сроком службы. Золотой стандарт автономного измерения ЧСС. Номер один для тех, кто тренируются более-менее серьезно.

Минусы:

Расположение – это все. Люди с повышенным индексом массы тела и женщины могут испытывать проблемы с расположением датчика четко на линии сердца. Чем датчик ниже, тем слабее и не качественнее сигнал. Также могут быть проблемы при считывании пульса в начале тренировки, если датчик сухой. И очень редко случается, что датчик подглючивает. Обычно помогает сброс тренировки и/или реконнект с устройством.

Оптический наручный датчик

Как это работает: наручные ремешки используют зеленый диодный свет для измерения ЧСС, процесс этот называется фотоплетизмография. В момент, когда сердце толкает кровь, диодный свет датчика поглощается сильнее, чем во время пауз между ударами. Мерцание диода происходит сотни раз в секунду, поэтому он чувствителен даже к микропаузам. «Когда свет отражается от потока крови, он обрабатывается с помощью алгоритма и акселерометра, чтобы стать цифровым значением на экране устройства», – говорит Кристл. Сейчас все наручные устройстваа излучают потоки зеленого света, хотя ученые больше склоняются к использованию красного и инфракрасного света, поскольку он лучше проникает сквозь кожу.

Плюсы:

Эта технология появилась 10 лет назад и сильно спрогрессировала, в некоторых ситуациях став альтернативой нагрудному датчику. Все современные устройства от фитнес-браслетов до часов – смарт и спортивных – имеют встроенный датчик фотоплетизмографии с погрешностью в районе 5%. Для бытового контроля пульса и занятиях в фитнес-зале это лучший вариант.

Минусы:

Цвет и толщина кожи имеет значение. «Чем темнее кожа, тем труднее диодному свету просветить ее, чтобы “поймать” потоки крови. То же самое с толщиной. Обычно в таких случаях устройство показывает пульс ниже, чем на самом деле», – говорит Кристл. Кроме того, если у вас маленькие и костлявые запястья, часы или браслет могут постоянно сваливаться с него на кисть. С другой стороны, сильно затягивать ремешок тоже нельзя – меняется давление в тканях и данные пульса на выходе получаются измененными.

Высокий пульс тоже является проблемой для оптического датчика. Кровь проходит так быстро, что датчик не в состоянии преобразовать каждый цикл кровотока. Точность сильно снижается где-то при 160 ударах в минуту и выше.

Ушной датчик

Как это работает? Существует три типа: который выглядит и функционирует как наушники, второй цепляется за мочку уха, а третий крепится к ушной дуге снаружи. Метод снятия ЧСС такой же, как и в оптических наручных браслетах – фотоплетизмография. Поток крови тут не такой интенсивный, как в запястье, так что датчик должен быть размещен точечно и не должен сдвигаться.

Плюсы:

«Эта вещь может быть интересна только беговым минималистам, которые не любят носить лишние вещи на руке или на груди», – говорил Кристл.

Минусы:

Этот способ измерения ЧСС появился недавно и пока мало тестировался и исследовался на точность и стабильность, но есть подозрения, что способ менее точный, чем даже наручный оптический датчик. Другая проблема – движение. Всем знакома проблема выпадения обычных наушников во время бега или езды. Здесь все так же.

Вывод

Очевидно, ближайшее будущее за часами со встроенными оптическими пульсометрами с поддержкой ANT+ и BT для подключения нагрудного датчика. На тренировку с поясом, а в быту, на работе и во время активного отдыха (или даже релкгих восстановительных тренировках) можно обойтись данными, полученными благодаря оптическому датчику.

Место крепления

Пульсометры могут крепиться на грудь и на запястье.

Нагрудные датчики крепятся с помощью специального ремня с электродной лентой. Они считывают данные с помощью электрического сопротивления. Такие модели, как правило, очень точные, и их носят лишь на тренировке, потому что в обычной жизни нагрудный ремень может мешать.

Датчики на запястье - это оптические пульсометры. Все они обладают достаточной точностью, когда их владелец находится в покое, однако для спорта лучше выбирать известные модели от зарекомендовавших себя брендов.

Хранение и представление данных

Нагрудные датчики из-за отсутствия дисплея вынуждены сохранять данные где-то ещё, в подавляющем большинстве случаев в смартфоне. Соответственно, и узнать частоту пульса можно, только заглянув в приложение.

Оптические пульсометры также обычно имеют собственное приложение или умеют синхронизироваться со сторонним спортивным софтом, однако и дисплей у них тоже есть, чтобы с удобством мониторить пульс во время тренировки.

Есть ещё замкнутые пульсометры, которые представляют собой пару «часы + нагрудный ремень». Нагрудный пульсометр синхронизируется с часами и показывает данные в режиме реального времени на дисплее. С мобильным приложением замкнутые пульсометры зачастую не синхронизируются.

Выдача информации: постоянно и эпизодически

Пульсометры для эпизодических замеров выдают информацию о пульсе по требованию и подойдут тем, кто не занимается спортом, но по каким-то причинам хочет или вынужден контролировать частоту сердечных сокращений.

Пульсометры для постоянных замеров записывают и показывают данные в режиме 24/7. Отличный вариант для спорта.

5 хороших недорогих пульсометров

Мы выбрали пять моделей, которые нам показались лучшими в своей категории по соотношению цены, качества и точности. Каждая из них принадлежит известному бренду и имеет хорошую репутацию.

Один из самых доступных нагрудных датчиков. Работает в паре со смартфоном и позволяет записывать данные в большинство спортивных приложений, среди которых Runtastic, RunKeeper, Strava, Endomondo и многие другие.

Девайс состоит из двух частей: нагрудного датчика и кардиоремня. Использовать в качестве постоянного пульсометра можно, но не очень удобно.

Это пример замкнутого пульсометра, у которого нагрудный датчик работает в паре с часами и не отдаёт информацию больше никуда. Часы и датчик заточены друг под друга, что исключает передачу ваших данных кому-либо ещё. Очень надёжная модель от одного из лидеров спортивного рынка. Интересная особенность - возможность ручной установки целевой зоны.

Оптический пульсометр, получивший признание не только спортсменов, но и конкурентов: первые пульсометры Garmin были разработаны компанией Mio Global. За время существования бренда она выпустила уже пять моделей трекеров и пульсометров.

В этом году в Россию первая версия Mio Alpha приехала по очень привлекательной цене. Высокая точность, минимальная чувствительность к помехам, устойчивое соединение и трекинг в условиях влажности (что не так часто встречается у оптики) делают эти спортивные часы одними из лучших для измерения частоты пульса.

SMA Coach

Браслет с пульсометром. Таких много, взять хотя бы тот же Xiaomi Mi Band 2. Как правило, такие модели обладают ещё кучей различных функций, не всегда нужных для спорта. При этом не все из них будут хороши как спортивные пульсометры.

SMA Coach подходит для спорта идеально: оптика здесь выносливая, при этом дополнительные функции не являются помехой. Тут можно установить режим измерения (постоянно или через заданный интервал), а расширенные возможности вроде приёма уведомлений или управления камерой превращают браслет в отличный повседневный гаджет.

Пульсометр для эпизодических замеров от LifeTrak - это высокая точность и надёжность, отличная автономность (до одного года от CR2032) и функции фитнес-часов (анализ активности и расхода калорий).

Компания LifeTrak известна и как разработчик профессионального оборудования для спортзалов, и как партнёр американских государственных учреждений, который поставляет пульсометры и другие средства мониторинга здоровья для NASA, и как поставщик фитнес-часов для New Balance. При этом и свою линейку гаджетов не забывает.

LifeTrak C400 достаточно прост в управлении и измеряет пульс по запросу. Важное отличие этого пульсометра для эпизодических замеров от иных в том, что пульс показывается в пределах минуты, пока пользователь удерживает кнопку. У большинства аналогов данные отдаются в конкретную секунду сразу после нажатия.

В этой статье вы узнаете о нескольких деталях, на которые нужно обращать внимание при разработке сенсоров фотоплетизмографа.

Введение

• отсутствие артефактов;
• наличие выраженной пульсовой волны в точке регистрации;
• конструкция чувствительного элемента.

Существуют несколько источников артефактов:

• передвижения человека, использующего фотоплетизмограф, относительного источника освещения, естественного или искусственного, например, перемещение тени от солнца во время занятий спортом;
• передвижения источника света относительно человека или изменение яркости этого источника. Например, мерцания люминесцентных ламп;
• не связанные с пульсом движения частей тела вызывающие движения фотоплетизмографа или точек тела в том месте, где установлен чувствительный элемент. Например, движения костей предплечья, возникающие при движениях пальцами, движения костей головы, связанные с речью и мимикой.

Похожая ситуация наблюдается при измерении пульса с фаланги пальца. Изменение температуры в помещении или легкое изменение позы человека и вызванное этим смещение точки регистрации на небольшое расстояние могут привести к снижению уровня сигнала или вовсе к его исчезновению.

При измерении пульса с виска проблема отсутствия сигналов обостряется. Площадь виска больше площади пальца, труднее найти точку, в которой пульс лучше проявлен, и больше вероятность, что пользователь наденет датчик неправильно.

Многоканальные чувствительные элементы

Предвижу скептические мысли читателей насчет параллельно включенных светодиодов. Прошу не судить строго, так как это опытный образец, который не должен был эксплуатироваться длительное время.

Светодиоды и фототранзисторы на печатной плате располагаются попарно. Размер платы выбирается таким, чтобы перекрывать всю область виска, это позволяет располагать там же схему усиления и фильтрации сигнала. Плата может содержать отверстия для крепления к ленте-тесьме. Внешний вид датчика с девятью чувствительными элементами представлен на следующем рисунке.

Аналогичное решение может быть применено для измерения пульса с пальца или запястья. Ниже изображена схема датчика, состоящего из четырех фототранзисторов и одного светодиода.

Эмиттеры фототранзисторов могут не соединяться и тогда сигналы с каждого из них измеряются независимо, в этом случае требуется специальное многоканальное измерительное устройство. Многоканальное исполнение может быть также полезно для устранения артефактов. Если артефакт возникает только в районе одного фотоэлемента, он фиксируется и не учитывается в общей картине измерения. Однако использование такой схемы не всегда удобно, так как приводит к увеличению габаритов. Совсем другое дело, если соединить фоточувствительные элементы параллельно. В этом случае требуется только один измерительный канал. На следующем рисунке приведен прототип такого датчика. Он работает по схеме «на отражение». Светодиод располагается в центре, а фототранзисторы по краям. Датчик может использоваться для регистрации пульсограммы с фаланги пальца или запястья. Печатная плата разведена так, чтобы иметь возможность подключать фототранзисторы в многоканальный или одноканальный варианты.

Компаудирование

Кроме фиксации компаунд выполняет роль светофильтра. Для этой цели подходят эпоксидные компаунды с красителями. Например может использоваться компаунд «Эпоксикон» производства СПбГТИ.

Альтернативу компаундам могут составить твердые светофильтры. Они вплотную прилегают к печатной плате, а для светодиодов и фототранзисторов выполняются пазы фрезой или лазером. На следующем рисунке изображен датчик с элементами, закрытыми отфрезерованной пластиной.

Наличие светофильтра позволяет минимизировать артефакты, создаваемые внешними источниками света. На следующем изображении представлен вид оптических компаундов до отверждения и после.

Особенности выбора фототранзисторов и светодиодов

При выборе фототранзисторов и светодиодов в первую очередь следует обращать внимание на следующие характеристики:

• длину волны (максимум спектральной характеристики) [нм];
• угол половинной яркости для светодиодов и угол охвата для фототранзисторов [град.];
• интенсивность излучения [мВт/ср] для светодиодов и чувствительность для фототранзисторов [мА/(мВт/см2)];
• номинальный ток фототранзистора и светодиода [мА];
• темновой ток фототранзистора [мА];
• наличие встроенных в корпус линз и светофильтров.

Для измерения пульса лучше всего подходят длины волн, которые сильнее всего поглощаются кровью. Это волны соответствующие зеленому цвету 530 нм. Так же используются красный и инфракрасный диапазоны. Очень рекомендую с классификацией способов измерения пульса, там же вы узнаете про спектр поглощения гемоглобина.

При выборе фотоэлементов следует обращать внимание на наличие линз и светофильтров, которые позволяют достичь желаемого угла половинной яркости и охвата, а, значит, быть менее чувствительным к излучению от других источников. Встроенные фильтры позволяют работать только в выбранном спектральном диапазоне. Если выбрать светодиод с большим углом половинной яркости и фототранзистор с большим углом охвата, то свет будет проходить, минуя поверхность кожи. Это приведет к ухудшению измерительного диапазона и световой поток, модулируемый пульсовой волной, практически не будет влиять на выходной сигнал измерительной схемы. Эта ситуация проиллюстрирована на следующем рисунке

Угол а2 является допустимым, а угол а1 слишком велик для того чтобы использовать светодиод с таким углом в устройстве измерения пульса. Этот пример относится к случаю измерения пульса «на отражение». Выбор светодиода с большим углом половинной яркости в устройствах, работающих «на просвет» приведет к тому, что большая мощность излучения будет проходить мимо фотоприемника. Это нежелательно, особенно в мобильных устройствах.

Также следует обращать внимание на интенсивность излучения светодиода, измеряемую в милливаттах на стерадиан [мВт/ср]. В документах на светодиоды она указывается обычно при токах 20, 100 и 1000 мА. Для экономии электроэнергии лучше выбирать светодиоды, у которых эта характеристика выше при одном и том же потребляемом токе. Следует обращать внимание на величину фотоэлектрического тока фототранзистора, чем больше ее значение, тем лучше. Последние две характеристики связаны между собой. В результате, уровень минимально ожидаемого сигнала должен быть хотя бы в несколько раз выше ожидаемого уровня шумов в измерительном устройстве.

Светодиоды и фототранзисторы часто продаются парами, подходящими друг к другу конструктивно и по спектральным характеристикам. В таблице приведены характеристики нескольких пар светодиодов и фототранзисторов. Пары в строчках 2 и 3 не подходят для использования в пульсометрах из-за большого угла и низкой мощности излучения. Пары 1, 4 и 5 подходят, причем первая пара подходит лучше всего. Это было подтверждено испытаниями. При прочих равных условиях лучший сигнал пульсограммы снимался при использовании первой пары. Нужно отметить, что если между светодиодом и фототранзистором поставить непрозрачную преграду, то угол излучения и чувствительности будут не так сильно влиять на качество измерения пульса.

Заключение. Три в одном