Wie Herzsensoren in Fitness-Trackern funktionieren

Heute ist Fit & Trim so ein (guter) Trend, dass der Verkauf von Fitness-Trackern boomt und einige Smartwatches Fitness-Funktionen wie Schlaf-Tracking, schweißfeste Konstruktion und eine Vielzahl von Sensoren beinhalten. Herzschlagsensor ist eine solche Funktion, die bei fast allen Smartwatches und Fitness-Trackern zu finden ist.

Während der Name seine Hauptfunktion verrät (Verfolgung von Herzschlägen), werden wir heute sehen, warum das Aufzeichnen von Herzschlägen wichtig ist und wie der Sensor funktioniert.

Warum ist es wichtig, Ihren Herzschlag zu verfolgen?

Herzschläge sind ein lebenswichtiger Parameter Ihres Herzens, der viel über seine Gesundheit aussagen kann. Von der Diagnose eines einfachen Brustschmerzes bis hin zum Wissen über die Gesundheit der Herzmuskulatur kann so viel durch Überprüfen des Herzschlags erkannt werden. Der dafür durchgeführte Test ist als EKG (Elektrokardiographie) bekannt. Bei diesem Test müssen nur wenige Elektroden an Ihrer Brust befestigt werden, und Ihr Herzschlagmuster wird in Form eines Diagramms aufgezeichnet. Dies ist das gleiche Grundkonzept für Ihren Herzfrequenzsensor, der als primitives EKG fungiert.

Aus medizinischer Sicht sind Herzschläge sehr wichtig, aber auch für Fitnessbegeisterte hilft es, den Herzschlag im Auge zu behalten, um effizienter zu trainieren. Mal sehen wie.

Herzfrequenz-Zielzonen

Ihr Herzschlag wird durch viele Faktoren wie Hormone, Stress, Erregung und Aktivitätsniveau beeinflusst. Während des Trainings erhöht sich der Herzschlag von normal auf mehr Blut, wodurch Sauerstoff zu den hungrigen Muskeln transportiert wird. Wenn Sie sich ausruhen, schlägt Ihr Herz im Bereich von 40-100 Schlägen pro Minute. Dies wird als Ruhepegel bezeichnet.

Wussten Sie, dass der Radfahrer Miguel Indurain, der fünf Mal die Tour de France gewann, eine Ruheherzfrequenz von 28 Schlägen pro Minute hatte?

Ja, ein niedrigerer Ruhepegel könnte auf eine bessere Herzgesundheit hinweisen.

Wenn Sie sich sportlich betätigen, steigt diese Rate und das Maximum hängt von Ihrem Alter ab. Ihre Aktivität wird in fünf HF-Zonen eingeteilt, die wie unten gezeigt als Prozentsatz Ihrer maximalen Herzfrequenz ausgedrückt werden.

Und Ihre maximale Herzfrequenz wird durch den VO2Max-Test bestimmt, aber es ist ein spezialisierter Test und ziemlich teuer. Die einfache und akzeptable Methode, um Ihre maximale Herzfrequenz zu ermitteln, besteht darin, Ihr Alter von 220 zu subtrahieren.

Wenn Sie also in der richtigen Zone trainieren, bestimmen Sie, ob Sie Fett verbrennen oder Ausdauer aufbauen.

Hier können Sie überprüfen, welche Auswirkungen das Training in jeder Zone auf Ihren Körper hat.

Die Typen: Elektrisch vs Optisch

Herzfrequenzsensoren werden basierend darauf klassifiziert, wie sie Ihren Herzschlag messen. Der erste Typ misst die elektrischen Signale, die durch Kontraktion und Entspannung des Herzventrikelmuskels erzeugt werden. Ein Peak im Signal zeigt einen Herzschlag an und die Anzahl der auftretenden Peaks wird gezählt, um die BPM-Zahl zu erzeugen.

Natürlich ist es eine grobe Erklärung, wenn die eigentliche Wissenschaft zu komplex ist, um sie auf unser Niveau herunterzuspielen. Alle Sensoren auf Brustbasis sind von dieser Art. Sie wirken wie ein grobes EKG, wobei die leitfähigen Pads oder das leitfähige Gewebe als Zuleitungen dienen.

Beim zweiten Typ verwenden die optischen Sensoren, die in Fitness-Trackern und Smartwatches zu finden sind, eine als PPG (Photoplethysmography) bekannte Technik.

In der Sprache eines Laien funktioniert diese Methode, indem ein rotes oder IR-Licht auf die Blutströmung unter der Haut Ihres Handgelenks gestrahlt und der Unterschied zwischen der Streuung des Lichts gemessen wird, die sich zwischen den Herzschlägen ändert. Die Änderung wird gezählt, um den BPM-Wert zu ergeben. Auch dies ist nicht so einfach, da DSPs, Algorithmen und Beschleunigungsmesser zusammenarbeiten, um diese Zahl zu verarbeiten.

Und diese silbernen Balken, die Sie auf den Laufbändern in Fitnessstudios finden? Nun, sie zeigen auch Ihre Herzfrequenz, indem sie wie die Brustsensoren als Elektrode zur Messung der elektrischen Aktivität dienen.

Cooler Tipp: Sie können Ihre Herzschläge sogar manuell zählen. Legen Sie Ihren Daumen oder Zeigefinger auf Ihr linkes Handgelenk und drücken Sie leicht darauf. Du solltest deinen Puls fühlen. Zählen Sie nun für eine Minute das, was Ihr BPM ist.

Welches ist das bessere?

Die Wahl zwischen den beiden Möglichkeiten hängt von der Genauigkeit und der Zweckmäßigkeit ab. Das derzeitige Angebot an optischen Sensoren in allen Wearables bietet keine maximale Genauigkeit und die billigen werden sogar von starken Bewegungen und externem Licht beeinflusst. Deshalb benötigen optische HR-Sensoren einen Beschleunigungsmesser zur Erkennung plötzlicher Bewegungen und einen Signalprozessor zur Bereinigung und Verarbeitung der Daten.

Und all dies trägt zur Latenz bei, da Ihr aktueller Herzschlag mit einer Verzögerung von Sekunden angezeigt wird. Während nicht alle für die nächsten Olympischen Spiele trainieren, kann diese Latenz für ernsthafte Athleten, die HIIT machen, problematisch sein.

Um den Bewegungseffekt zu verringern, wird der optische Herzfrequenzsensor an den Kopfhörern angebracht, da diese während des Trainings stabil bleiben. Das Samsung Gear Icon X und Bragi Dash sind die beiden Beispiele.

Im Vergleich dazu sind Brustgurtsensoren genauer (sie befinden sich in der Nähe des Herzens) und verursachen fast keine Latenz. Und sie sind billig. Sie können einen anständigen Brustsensor für nur 30 US-Dollar kaufen, während ein optischer Sensor immer in eine Art Wearable eingebettet ist, was den Preis in die Höhe treibt. Wo sie zu kurz kommen, ist leicht zu handhaben. Das Tragen eines Gurtes während des Trainings ist möglicherweise nicht jedermanns Sache und ein Begleitgerät, entweder Ihr Smartphone oder eine Uhr, ist erforderlich, um die Messwerte anzuzeigen und zu speichern. Das heißt, wenn Sie erst nach einem kleinen wissenschaftlichen Vorteil bei minimalen Kosten Ihrem Training einen Brustgurt geben, ist ein HR-Sensor Ihre Option.

Gesund bleiben

Jetzt wissen Sie, wie sich die Herzfrequenz auf Ihre Leistung auswirkt. Aber fangen Sie nicht einfach an, mit Ihrer maximalen Herzfrequenz zu trainieren, in der Hoffnung, das Zeug wegzubrennen. Nein, so funktioniert das nicht. Es sollte langsam und mit zunehmender Intensität durchgeführt werden. Eine Methode, wie sie die Leute bei Polar beschrieben haben, ist unten dargestellt.

Im Allgemeinen empfehlen wir Ihnen, Ihren Arzt zu konsultieren, wenn Sie Vorbedingungen haben, bevor Sie sich auf anstrengende Fitnesspläne einlassen. Teilen Sie Ihre Gedanken und Ansichten durch Kommentare mit.