Akcelerometr – Dlaczego znajduje się w smartwatchu?
Tagi: Technologie i pojęcia | Smart
27.6.2024 | 3 MIN
Akcelerometr. Wszyscy słyszymy to słowo i wiemy, do czego właściwie służy, ale jak dokładnie działa i o co dba w smartwatchu?
Jak działa akcelerometr?
Jak sama nazwa wskazuje, akcelerometr mierzy przyspieszenie lub prędkość (w jednostkach m/s2). Istnieją akcelerometry, które mogą mierzyć przyspieszenie w jednej lub dwóch osiach, ale najczęstsze są trójosiowe (w osiach X, Y, Z).
Oś X to przyspieszenie do przodu i do tyłu. Oś Y to przyspieszenie w lewo i w prawo. Oś Z to przyspieszenie w górę i w dół.
Akcelerometry są obecnie stosowane w wielu urządzeniach elektronicznych, a ich instalacja nie stanowi większego problemu, ponieważ są to miniaturowe urządzenia, których komponenty mają wielkość tysięcznych części milimetra.
Istnieje kilka rodzajów akcelerometrów, a najpopularniejsze z nich to piezorezystywne, termiczne, piezoelektryczne, ale w elektronice do noszenia najczęściej można spotkać akcelerometry pojemnościowe (technologia MEMS).
Akcelerometr pojemnościowy działa na zasadzie trzech elektrod kondensatora, z których jedna jest ruchoma. W oparciu o jego ruch w trzech osiach, który jest zależny od przyspieszenia w określonym kierunku, pojemność zmienia się w zależności od odległości od elektrod.
Do czego służy akcelerometr?
Na podstawie drgań rejestrowanych przez akcelerometr możemy na przykład liczyć nasze kroki. Kiedy chodzimy w ciągu dnia, regularnie poruszamy rękami, więc na podstawie tego wzorca zegarek określa, że jesteśmy w ruchu. Oczywiście stanowi to problem, gdy ktoś ma na przykład pracę fizyczną, w której występuje okresowy ruch (np. pakowanie cukierków na taśmie). Zegarek myśli wtedy, że się poruszamy, podczas gdy tak nie jest.
W przeciwnym razie, na przykład, akcelerometr może nie działać dobrze, gdy mamy ręce w kieszeniach, wozimy dziecko w wózku lub uprawiamy nordic walking. Wynika to z braku okresowych ruchów i znaczących regularnych ugięć.
Kadencja naszych kroków jest również obliczana na podstawie powtarzalności wstrząsów, co jest ważną wartością dla biegaczy.
3.9.2024
WSZYSTKO NA TEMAT: Dynamika biegu (oscylacje pionowe, kadencja, HRD itp.)
Akcelerometr może również mierzyć kąty (ale w ograniczonym zakresie), ponieważ podczas ruchu występują odchylenia względem niektórych osi. Tak więc, jeśli przechylimy rękę w kierunku twarzy, nastąpi przechylenie, tj. odchylenie względem niektórych osi. Z tego powodu zegarek rozpoznaje, że nastąpiło przechylenie i podświetla wyświetlacz. Na przykład smartwatch może zliczać liczbę przepłyniętych basenów na podstawie zawrotu na końcu basenu.
Ponieważ akcelerometr mierzy zarówno kąty, jak i przyspieszenie, ma również ograniczoną zdolność do określania kierunku, w którym się poruszamy. Dlatego na przykład jest również używany do liczenia podczas rejestrowania trasy w celu oszczędzania baterii, ponieważ odbiornik GPS jest naprawdę dużym zjadaczem. Podczas najlepszego rejestrowania trasy GPS odbiera sygnał co sekundę. W przypadku oszczędzania baterii częstotliwość jest zmniejszana najczęściej do 1 minuty, a następnie kierunek jest ilustrowany przez akcelerometr (tak działa na przykład funkcja FusedTrack firmy Suunto lub UltraTrac firmy Garmin).
23.5.2024
Odbiornik GPS – Po co jest w smartwatchu i jak działa?
Akcelerometr zastępuje odbiornik GPS w budynkach (tj. podczas aktywności w pomieszczeniach) podczas pomiaru odległości. Ponieważ GPS nie może dotrzeć przez ściany budynku, akcelerometr musi zająć się pomiarem. Jeśli więc biegasz na bieżni, akcelerometr zlicza poszczególne kroki, które następnie mnoży przez określoną przez użytkownika długość kroku (niektóre smartwatche odejmują długość kroku od wzrostu użytkownika). Wielu producentów pozwala następnie skalibrować odległość jeszcze bardziej bezpośrednio do pasa, gdzie wprowadzasz odległość zmierzoną przez pas.
Niektóre smartwatche nie mają w ogóle odbiornika GPS, więc używają GPS telefonu lub tylko akcelerometru. Dzieje się tak, gdy zegarek nie łączy się z telefonem lub w ogóle nie ma go przy tobie.
Akcelerometr często mierzy trasę, nawet jeśli użytkownik nie czeka na połączenie z satelitami GPS. Aktywność rozpoczyna się wtedy bez odbierania sygnału GPS i zdarza się, że akcelerometr mierzy wtedy całą aktywność. Nie byłoby to takim problemem, gdyby akcelerometr był wystarczająco dokładny. Ma on naprawdę duże odchylenia (które oczywiście ma też GPS, ale nie aż tak znaczące) i pomiar jest wtedy raczej orientacyjny.
W jakich smartwatchach znajdziemy akcelerometr?
Szczerze mówiąc, obecnie chyba we wszystkich. Dzięki miniaturowym rozmiarom i niskiej cenie zakupu, akcelerometr znajduje miejsce w niemal każdym urządzeniu. Jednocześnie liczenie kroków stało się na tyle popularne, że smartwatch bez tej funkcji z pewnością nie odniósłby sukcesu.
