Wygodniejsze i precyzyjniejsze urządzenia HRM dzięki nowemu czujnikowi tętna

Silicon Labs wprowadza na rynek optyczny czujnik tętna, który ma szansę zredukować koszty i złożoność nadgarstkowych aparatów mierzących tętno (HRM – Heart Rate Monitoring). Nowe rozwiązanie Si1144 HRM zawiera moduł sensora optycznego o niskim poborze mocy, współpracujący z energooszczędnym mikrokontrolerem EFM32 Gecko, realizującym zaawansowany algorytm HRM od Silicon Labs. Niewielki układ sensora Si1144, integruje ze sobą czujnik optyczny, diodę LED, emitującą zielone światło, sterowniki diod, obsługujące dwie zewnętrzne diody LED, przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), logikę sterującą oraz cyfrowy interfejs I2C. Według szacunków Silicon Labs, do roku 2018 sprzedaż urządzeń HRM osiąganie nawet 100 milionów egzemplarzy rocznie, większością będą aparaty noszone na nadgarstku. Rozwiązanie Si1144 HRM jest skierowane właśnie w stronę tej pokaźnej i wciąż rozrastającej się gałęzi rynku urządzeń elektroniki noszonej, włączając w to śledzące aktywność opaski fitness, krokomierze oraz smartwatche, dodatkowo wprowadzając możliwość monitorowania tętna w sprzętach będących wyposażeniem siłowni czy klubów fitness, a także w wagach łazienkowych czy geriatrycznych urządzeniach monitorujących. Monitorowanie tętna to jedna z najbardziej dziś rozchwytywanych technologii detekcji biometrycznej dla ludzi o różnym stopniu sprawności fizycznej, poczynając od zawodowych sportowców, szukających sposobu na zwiększenie swojej wydolności, a kończąc na osobach zajmujących się sportem hobbystycznie, starających się o zdrowszy, aktywniejszy tryb życia. Właściwy pomiar tętna umożliwia precyzyjną kalkulację spalanych kalorii, czyniąc również łatwiejszym przestrzeganie zasad diety. Tradycyjny pomiar tętna ma pewne ograniczenia związane z koniecznością użycia pasa piersiowego, połączonego z urządzeniem zewnętrznym, takim jak wyspecjalizowany fitness watch albo smartfon. Tego typu rozwiązania HRM mają pewne wady: pasy piersiowe są mało komfortowe i niepraktyczne, natomiast monitorowanie tętna za pomocą samego smartfonu, jest trudne do realizacji w trakcie np. biegania lub jazdy na rowerze. Nadgarstkowa technologia HRM jest przełomem w dziedzinie biometrycznego monitoringu, ze względu na bardziej praktyczny i wygodny sposób pomiaru tętna, dorównujący precyzją rozwiązaniom korzystającym z pasa piersiowego. Wyniki uzyskanych w ten sposób pomiarów są jednak jak na razie dość rozbieżne, wiele z rozwiązań typu HRM wiąże się z wysokimi kosztami, a także zużywają one dużo energii, skracając tym samym życie baterii. Złożone artefakty ruchowe są kolejnym czynnikiem sprawiającym, że nadgarstkowe HRM, to wciąż jeszcze skomplikowane wyzwanie projektowe. Moduł Si1144 HRM umożliwia precyzyjne wykrywanie słabych sygnałów wywoływanych przepływem krwi, z dużą wydajnością, dorównującą rozwiązaniom HRM wykorzystującym pas piersiowy. Posiada też możliwość działania według dwóch algorytmów, obsługujących statyczny pomiar HRM oraz opcjonalny dynamiczny HRM (kompensujący ruch), używający danych z zewnętrznego przyśpieszeniomierza. Rozwiązanie HRM łączy moduł optyczny z mikrokontrolerem MCU Pearl Gecko, zawierającym rdzeń ARM Cortex-M4 z aktywnym procesorem sygnałowym DSP dla wysokowydajnych rozwiązań o niskim poborze mocy lub mikrokontroler Jade Gecko na bazie Cortex M3, dla prostszych, niskokosztowych aplikacji. Moduł zawiera też całkowicie zintegrowany interfejs HRM IC z diodą LED o zielonej soczewce, fotodiodą o wysokiej czułości, niskoszumowym przetwornikiem analogowo-cyfrowym ADC, sterownikami LED, blokiem optycznym oraz blokiem komunikacji z urządzeniem bazowym/obsługi przerwań oraz dwa sterowniki LED do obsługi dwóch zewnętrznych diod LED. Zadbano też o wyjątkowo niską konsumpcję mocy, sprzyjającą długiemu życiu baterii; w urządzeniach noszonych < 500nA poboru prądu w trybie czuwania z napięciem zasilania od 1,71 V do 3,6 V. Moduł posiada interfejsy szeregowe I2C z prędkością transmisji danych osiągającą 3,4Mbps oraz 10-wyprowadzeniowy moduł LGA o wymiarach 4.9 x 2.85 x 1.2 mm