Fitness Tracker Test

Fitness-Tracker, Fitnessarmband, Puls- & Sportuhren Vergleich 2017

Funktionsweise

Funktionsweise Fitness Tracker

Fitness Tracker und Armbänder sind kleine Wunderwerke der Technik, schaffen sie es doch vielfältige Messdaten zu erfassen und auch noch die richtigen Schlüsse daraus zu ziehen, z.B. zu unterscheiden, ob die aufgezeichneten Bewegungen zu einer sportlichen Aktivität oder alleinig zum Heben der Kaffeetasse im Büro gehören. Um zu verstehen, wie das funktioniert, werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise von solchen Smart Bands.

Generell sind in dem Armband verschiedene Sensoren untergebracht. Zu den wichtigsten und am weitesten verbreiten Sensoren zählen

Bewegungssensoren

Allen Fitness Trackern gleich ist die Ermittlung von Bewegungen mit Hilfe unterschiedlicher Bewegungssensoren. Die Sensoren, die in fast jedem Tracker anzufinden sind, sind zum einen der Beschleunigungssensor und zum anderen ein Gyroskop-Sensoren. Das sind winzige Elemente, die auf Elektronikbausteinen untergebracht sind. Sie fallen in den Bereich der MEMS-Bauteile (Mikroelektromechanische Systeme). Während die Beschleunigungssensoren die lineare Bewegung (genauer die Beschleunigung) in allen drei Ebenen ermitteln können, dienen die Gyroskop-Sensoren dazu Rotationsbewegungen zu erfassen. Dies tun sie analog zu den Beschleunigungssensoren auch in allen Ebenen des dreidimensionalen Raums.

Mit Hilfe der beiden Sensoren und der gewonnenen Messwerte können Bewegungen vollständig beschrieben werden.

Interpretation von Messwerten

Aus technischer Sicht sind die aufgezeichneten Werte zunächst nichts anderes als Kurven, denen jedoch die entsprechende Bedeutung fehlt. Schematisch dargestellt könnte eine Reihe von Messwerten wie folgt aussehen:

Beschleunigungsmessung (schematisch)

Beschleunigungsmessung (schematisch)

Aus der Kurve könnte man ablesen, dass die Ausschläge nicht sehr groß sind, es sich also um eine ruhige Bewegung handelt, z.B. dem ganzen normalen Gehen im Schritttempo. Eine andere Messung könnte folgende Kurve zum Ergebnis haben:

Beschleunigungsmessung (schematisch)

Beschleunigungsmessung (schematisch)

Die Ausschläge bzw. Beschleunigung in der gemessenen Ebene sind hier größer, die Bewegung geht also schneller abrupt hin und her, es könnte sich z.B. um das Beschleunigungsprofil beim Joggen handeln.

Das große Geheimnis der einzelnen Hersteller liegt jetzt darin, mit möglichst rafinierten Algorithmen und Strategien der Mustererkennung aus den Messwerten den richtigen Rückschluss auf die Art der Bewegung zuzulassen. So gibt es günstige Modelle bei denen rythmisches Klatschen zum Zählen von Schritten führt, wohin andere fast nicht zu täuschen sind und nur dann Schritte zählen, wenn auch Schritte gemacht wurden. Aus der Anzahl der Schritte werden dann Distanz und Kalorienverbrauch berechnet. Hier kannst Du nachlesen, wie die Berechnung von Distanz und Kalorienverbrauch funktioniert.

Optische Sensoren

Optische Sensoren in Fitness Trackern dienen vor allem der Messung des Pulswertes. Dabei befinden sich die Sensoren an der Innenseite der Fitnessarmbänder. Durch das Aussenden und Empfangen unterschiedlicher Lichtimpulse wird die Blutmenge unter der Haut ermittelt und ausgehend davon auf die Herzfrequenz geschlossen.

Optoelektronische Messung (schematisch)

Optoelektronische Messung (schematisch)

Die Funktionsweise von optoelektronische Sensoren kann im Detail auf der Themenseite nachgelesen werden. Vereinzelt finden sich mittlerweile auch Fitness Tracker auf dem Markt, die zusätzlich UV-Sensor bzw. Sensoren für die Bestimmung der Helligkeit mit sich bringen. Das kann zur Anpassung der Display-Helligkeit führen, die Steuerung von Wach- und Schlafmodus beeinflussen oder ein weiterer Messwert für ein gesünderes Leben sein, denn auch der Aufenthalt unter hoher UV-Belastung kann schädlich sein.

Bioelektrische Sensoren

Jeder kennt das Prinzip der Körperwaagen: Durch den Körper wird ein schwacher Strom geleitet und anschließend der Widerstand gemessen. Aus den Daten lassen sich Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Körpers ziehen. Fettanteile leiten zum Beispiel den Strom schlecht, wohingegen Wasser den Strom besonders gut leiten.

GPS-Empfänger

Die Verwendung eines GPS-Empfängers erlaubt es dem Fitness Tracker bis auf wenige Meter genau aufzuzeichnen, wo sich das Gerät und somit der Nutzer aufgehalten hat. Werden die Daten über die Zeit gesammlt, kann daraus die Gesamtstrecke, die benötigte Zeit und damit auch die Geschwindigkeit ermittelt werden. Während ein GPS-Empfänger heutzutage in fast allen Smartphones zu finden ist, hält diese Technik in Fitness Tracker erst Einzug.


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