Какие датчики нужны для шагомера и счетчика калорий
Акселерометр — датчик ускорения, измеряющий изменение скорости и направление движения. Он определяет перемещения смартфона вправо, влево, вверх, вниз, наклоны и вибрацию, которая возникает при ходьбе.
Гироскоп — датчик, определяющий положение и ориентацию гаджета в пространстве. Он фиксирует скорость, с которой поворачивается смартфон, и угол поворота. Наличие гироскопа делает подсчет шагов более точным, так как исключает ложные срабатывания, например, когда смартфон просто раскачивают в руках.
GPS-модуль — это приемник сигнала спутниковой системы GPS или ГЛОНАСС. Он нужен для того, чтобы измерять пройденное расстояние. GPS-модуль не требует доступа к Интернету, так как получает сигналы непосредственно от спутника.
Принцип работы шагомера
В магазинах приложений доступно несколько десятков различных вариаций шагомера — платных и бесплатных. Нужно установить приложение и запустить его в фоновом режиме, чтобы отслеживать ежедневную физическую активность. У многих смартфонов подобные приложения установлены по умолчанию.
Шагомер собирает данные, предоставленные акселерометром и гироскопом, и запускает алгоритм, который анализирует движения смартфона и считает шаги. Когда человек ударяет ногой о землю, фиксируется пик ускорения. Серия таких пиков считывается как шаги. С помощью GPS смартфон определяет координаты начальной и конечной точки пути, что позволяет рассчитать пройденное расстояние.
Результаты выводятся на экран смартфона в виде отчета или графика. Пользователь может сохранять их и отслеживать прогресс. Некоторые приложения позволяют ставить цели, например, пройти 20 000 шагов, и получать награды за их достижения.
Как правило, шагомер фиксирует 1–2 шага в секунду — это довольно точный результат. Чтобы показания были максимально верными, рекомендуется носить телефон в кармане или в руке. Если класть его в сумку или рюкзак, результаты могут быть недостоверными. При сильной жаре или морозе возможны погрешности, так как датчики хуже работают вне привычного температурного диапазона.
Принцип работы счетчика калорий
Чтобы определить, сколько калорий потрачено во время прогулки или тренировки, можно установить отдельное приложение — счетчик калорий. Но многие приложения-шагомеры уже имеют такую функцию.
Для эффективного подсчета необходимо ввести в систему базовые данные: пол, рост, вес, возраст пользователя. Приложение считает два типа затраченных калорий:
- BMR — энергию, которую организм расходует на поддержание жизнедеятельности, даже если находится в состоянии покоя.
- Энергию, которая тратится на активные движения.
Расчет BMR происходит по формуле Харриса-Бенедикта:
- Для мужчин: BMR = 88,36 + 13,397 × (вес, кг) + 4,799 × (рост, см) – 5,677 × (возраст, лет).
- Для женщин: BMR = 447,6 + 9,247 × (вес, кг) + 3,098 × (рост, см) – 4,33 × (возраст, лет).
Для расчета калорий, затраченных при активных физических нагрузках, применяется другая формула:
Калории = MET × (вес, кг) × (время, ч),
где MET — это метаболический эквивалент задачи, то есть переменная, которая зависит от вида физической активности: пробежка, велопрогулка, плавание и т. д. Алгоритм автоматически определяет MET, ориентируясь на скорость и амплитуду шагов, различая медленную и быструю ходьбу, бег.
Этот метод подсчета комбинируется с другим, при котором примерное расстояние по GPS умножается на расход калорий на каждый пройденный километр.
Приложения считают, сколько «пассивных» и «активных» калорий потратил человек, суммируют их и выдают результат.
Шагомер и счетчик калорий успешно работают без Интернета. Они получают сигналы от встроенных датчиков и GPS, а все расчеты проводит процессор смартфона в режиме реального времени.