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#erstmalverstehen: Wie funktionieren Fitness-tracker?



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Smarte Gadgets wie Fitness-Tracker, -Armbänder und Smartwatches helfen Sportbegeisterten das tägliche Training und den Fortschritt im Auge zu behalten und können Sportmuffel zu mehr Bewegung anspornen. Aber woher weiß das Wearable eigentlich, wie viele Schritte ich mache, ob ich gerade jogge oder schwimme? Die Antwort: verschiedene Sensoren und smarte Software, die die Messergebnisse ständig auswerten und interpretiert. Wie das genau funktioniert, erkläre ich euch in diesem #erstmalverstehen-Beitrag.

Zu Anschauungszwecken nutze ich die Samsung Galaxy Watch Active 2 zusammen mit dem Samsung Galaxy S10 und der dazugehörigen Health App.

Die verschiedenen Sensoren

Ein Fitness-Wearable besitzt verschiedenste Sensoren um Daten aufzuzeichnen. Darunter zählen Bewegungssensoren, optische Sensoren, GPS-Empfänger, bioelektrische Sensoren und SpO2-Sensoren. Nicht jeder Tracker besitzt auch alle Sensoren. Ein GPS-Sensor zum Beispiel verbraucht sehr viel Akku und ist vor allem in günstigen Modellen eher selten anzutreffen. Schlaf-Tracking gehört bei vielen Trackern auch mittlerweile zum Standard. Mehr Infos dazu findet ihr in unserem #erstmalverstehen-Beitrag zum Thema Schlaf-Tracking

Jeder Fitnesstracker besitzt auf der Unterseite mindestens eine LED zur Datenerfassung.
Jeder Fitnesstracker besitzt auf der Unterseite mindestens eine LED zur Datenerfassung.

Bewegungssensoren

Bewegungssensoren setzen sich aus Beschleunigungs- und Gyroskopsensoren zusammen. Die Beschleunigungssensoren messen, wie der Name bereits sagt, die Beschleunigung in allen drei Ebenen. Sprich für vorwärts, seitwärts, hoch und runter. Schaut man sich die Messergebnisse als Graph an, dann sieht man Ausschläge, je nachdem wie schnell sich das Gerät bewegt hat.

Der Gyroskopsensor hingegen misst Drehungen ebenfalls in diesen drei Ebenen. Aus den Messergebnissen kann auf bestimmte Bewegungen und Tätigkeiten geschlossen werden. Guckt man sich den Graph des Beschleunigungssensors an, dann lässt zum Beispiel ein mäßiger und sich wiederholender Ausschlag auf den Achsen für vorwärts sowie hoch und runter verzeichnen, dann lässt das auf normales Gehen schließen.

Übrigens könnt ihr die Graphen auf eurem Android-Smartphone einsehen. Gebt dazu in der Übersicht für Anrufe einfach *#0*# ein und ihr gelangt auf eine Seite auf der ihr euer Telefon testen könnt. Je nach Android-Version könnte die Seite anders aussehen. Bei „Sensor“ findet ihr dann den „Accelerometer Sensor“, welcher der Beschleunigungssensor ist und den „Gyroscope Sensor“. Tippt ihr nun auf „Graph“, könnt ihr die Bewegungs-Erfassung eures Telefons sehen. Wearables erfassen die gleichen Daten.

Die Messergebnisse beim Gehen in einem Graph.
Die Messergebnisse beim Rennen in einem Graph.
Die Messergebnisse beim Gehen in einem Graph.

Optische & bioelektrische Sensoren

Optische Sensoren werden zur Messung des Pulses und der Herzfrequenz genutzt. Mithilfe von Lichtimpulsen und das wieder Auffangen selbiger, werden Rückschlüsse auf die Blutmenge in den Adern ermittelt. Bei einem Pulsschlag ist in diesem Moment mehr Blut in den Adern, als davor oder danach. Mehr Infos dazu findet ihr in unserem #erstmalverstehen-Beitrag.

Bioelektrische Sensoren kennen wir fast alle schon von Körperwaagen. Sie sorgen dafür, dass das Gerät den Fett- und Wasseranteil im Körper ermitteln kann. Schwache elektrische Impulse werden durch den Körper geleitet. Durch den Widerstand kann dann auf die Körperstrucktur geschlossen werden. Dieselben Sensoren sitzen auch in manchen Fitnesstrackern.

Die SpO2-Sensoren messen den Sauerstoffgehalt im Blut. Mithilfe von meist einer blauen und einer infraroten LED werden die Adern beleuchtet und anhand der Reflexionen die Sauerstoffsättigung ermittelt. Für ein gutes Ergebnis darf der Sensor aber nicht verschmutzt sein und muss passgenau sitzen.

Die Samsung Galaxy Watch Active 2 nutzt eine grüne LED um den Puls zu messen.
Die Samsung Galaxy Watch Active 2 nutzt eine grüne LED um den Puls zu messen.

Wie werden aus Daten Schritte?

Diese ganzen Graphen und Messwerte sind im Rohzustand natürlich für den Träger noch kaum von Nutzen. Der genauste Sensor nutzt einem Wearable nichts, wenn kein passender Algorithmus zur Auswertung vorliegt. Um ein Muster genau als eine bestimmte Bewegung zu identifizieren, bedarf es guter Programmierung und langen Tests. Bei günstigeren Modellen kann es deshalb auch vorkommen, dass bereits eine Handbewegung als Schritt gezählt wird.

Mit den Daten verschiedener Sensoren lassen sich auch Rückschlüsse auf beispielsweise den Stresspegel oder den Kalorienverbrauch ziehen. Für letzteres werden sowohl die Bewegungs-, als auch der Pulsmesser benutzt.

Die Stressmessung von Samsung setzt sich aus den Daten der Sauerstoffsättigung des Blutes und des Puls zusammen.
Die Stressmessung von Samsung setzt sich aus den Daten der Sauerstoffsättigung des Blutes und des Puls zusammen.

Wie genau sind Fitness-Tracker?

So genau wie in einem Sportlabor werden deine Aktivitäten nicht gemessen. Das wäre auch kaum technisch möglich, ohne deutlich einschränkender zu sein. Eine sehr ähnliche Bewegung kann leicht als Training interpretiert werden und die Sensoren, die von Lichtimpulsen abhängig sind, können durch Verschmutzung und nicht genaues Sitzen, unzuverlässige Daten hervorbringen. Für den täglichen Gebrauch sind die Daten der Tracker aber allemal ausreichend und sollten bei sachgemäßer Behandlung des Wearables auch relativ genau sein. Nichtsdestotrotz solltet ihr, wenn ihr Auffälligkeiten wie grundlos zu hohen Puls entdeckst, nicht gleich in Panik verfallen und lieber einen Arzt aufsuchen. Die ermittelten Daten sind eher ein Richtwert als hundertprozentig genau.

 

Sitzt der Tracker nicht richtig, so kann auch die Herzfrequenz nicht gemessen werden.
Sitzt der Tracker nicht richtig, so kann auch die Herzfrequenz nicht gemessen werden.

Ein Fitness-Tracker hat also allerlei Technik und schlaue Programmierung mit an Bord. Setzt ihr sie effektiv ein, so können sie sowohl euer Training als auch euren generellen Lebensstil positiv beeinflussen. Bewegung und Fitness sind wichtig – nicht nur, wenn ihr den halben Tag in einem Bürostuhl sitzt. Was könnte da also mehr anspornen, als ein smartes Gadget, das euch ab und zu an ein bisschen Bewegung erinnert.

Mehr #erstmalverstehen-Beiträge zu weiteren spannenden Technik-Themen findet ihr im hier.

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