Нужен ли вам беспроводной кардиодатчик для тренировок на дорожке? Samsung раскрыла секрет датчика сердцебиения

», в которой рассматривались схема и конструкция ИК датчика для определения частоты пульса по изменению объема крови в артерии пальца. Такой метод относится к фотоплетизмографии - методу непрерывной графической регистрации изменений объема крови, отражающих динамику кровенаполнения сосудов исследуемых органов, части тела человека или животного, основанного на измерении оптической плотности. Однако спецификации датчика в этой статье не было. Несмотря на это, схема датчика была проста для повторения, причем можно было использовать различные ИК светодиоды и фотодиоды, и для корректной работы потребовалось бы лишь подобрать номинал токоограничительного резистора и резистора обратной связи.

В этой статье речь пойдет о модернизированной версии сенсора, получившей название Easy Pulse. В проекте используется специальный ИК-датчик TCRT1000 , который упрощает схему и конструкцию, так как ИК-светодиод и фототранзистор расположены в одном компактном экранированном корпусе. Его конструкция позволит снизить помехи от внешней засветки и повысить эффективность датчика. Конструктивно датчик представляет собой компактную печатную плату, содержащую также схему преобразования и нормирования сигнала. На выходе датчика мы получаем цифровые импульсы, синхронизированные с пульсом (Рисунок 1). Датчик может подключаться к АЦП или к цифровому входу микроконтроллера для дальнейшей обработки и вычисления значения пульса (количество ударов сердца в минуту).

Теория

Проект основан на принципе фотоплетизмографии, который является неинвазивным методом измерения изменения объема крови в тканях с помощью источника света и фотодетектора. Поскольку изменение объема крови синхронно с биением сердца, этот метод может использоваться для расчета частоты сердечных сокращений. Существует два основных типа фотоплетизмографии: один основан на пропускании света, другой на отражении. В первом случае световой пучок пропускается сквозь часть тела человека (например, через палец или мочку уха), а фотодетектор определяет результирующую интенсивность света, поэтому источник излучения и приемник располагаются напротив друг друга. Во втором случае источник света и фотоприемник располагаются на одной стороне, и информацию о пульсе несет отраженный сигнал. Измерение пульса по такому методу может производиться на любой части человеческого тела. При любом методе измерений в интенсивности света, отраженного от объекта или прошедшего через часть тела, будут обнаружены флуктуации в соответствии с пульсирующим потоком крови, вызванных биением сердца.

На Рисунке 2 схематически изображен датчик для получения сигнала пульса от пальца человека. ИК-светодиод используется для освещения пальца субъекта. В зависимости от объема крови в пальце, поглощается больше или меньше света, следовательно, меняется интенсивность отраженного света. Графическое представление зависимости изменений сигнала во времени и есть сигнал фотоплетизмографии.

Фотоплетизмограмма имеет несколько составляющих, она регистрирует волны первого, второго и третьего порядка. Волны второго и третьего порядка относятся к медленным колебаниям (их можно назвать постоянной составляющей). Волны 1-го порядка относятся к быстрым колебаниям и соотносятся с пульсом (можно назвать переменной составляющей). Они отражают движение объема крови в измеряемой точке во время систолы и диастолы и могут использоваться в качестве источника информации о пульсе. Для извлечения данного сигнала потребуются эффективные схемы усиления и нормирования сигнала.

Принципиальная схема

Как было сказано выше, в качестве ИК сенсора используется TCRT1000 - экранированный оптический отражательный датчик компании , в состав которого входят ИК-светодиод и фототранзистор. На Рисунке 3 изображена схема включения внешних компонентов, необходимых для управления датчиком. Подача высокого уровня на вход Enable включает ИК-светодиод, т.е. активирует сенсор TCRT1000. Палец человека сверху датчика действует как отражатель, фототранзистор фиксирует отраженный свет.

На выходе датчика (V SENSOR ) мы получим периодический физиологический сигнал, связанный с изменением интенсивности отраженного ИК-излучения, обусловленным пульсирующим объемом крови в пальце. Сигнал, таким образом, синхронизирован с частотой сердцебиения. Следующая схема (Рисунок 4) представляет собой первый этап преобразования сигнала от ИК-датчика, на котором выполняется подавление достаточно больших медленных волн (постоянной составляющей) и повышение слабых быстрых волн (переменной составляющей), которые несут информацию о пульсе.

На схеме выше видно, что сигнал с ИК-сенсора сначала проходит через пассивный фильтр верхних частот (ФВЧ), чтобы избавиться от постоянной составляющей. Частота среза фильтра (f c ) равна 0.7 Гц. Далее сигнал проходит через активный фильтр нижних частот (ФНЧ), выполненный на операционном усилителе. Коэффициент усиления фильтра равен 101, частота среза - 2.34 Гц. Такое решение позволяет устранить нежелательный сигнал постоянной составляющей и высокочастотные шумы, в том числе, наводку сети переменного тока 50 Гц (60 Гц), и усилить нужный сигнал, несущий информацию о пульсе, в 101 раз.

Далее следует еще одна подобная схема фильтрации (ФВЧ, ФНЧ) и усиления сигнала (Рисунок 5). Таким образом, общий коэффициент усиления составляет 101 × 101 = 10201. В результате, две стадии фильтрации и усиления преобразуют входной сигнал фотоплетизмографии в ТТЛ импульсы, которые синхронны с сердцебиением. Частота этих импульсов (f) связана с частотой сердечных сокращений (BPM) формулой:

Beats per minute (BPM) = 60 × f

Потенциометр 5 кОм на выходе первой схемы фильтрации и усиления нужен для достижения общего коэффициента менее 10201. Светодиод на выходе второй схемы фильтрации и усиления будет мигать с частотой сердцебиения. Заключительный узел схемы представляет собой простой не инвертирующий буфер для понижения выходного сопротивления. Это важно, если для чтения сигнала используется АЦП микроконтроллера.

Все операционные усилители, используемые в схеме, находятся в одной четырехканальном микросхеме - . Усилители имеют низкое энергопотребление и сохраняют работоспособность при напряжении питания в диапазоне от 1.8 до 6.0 В.

ИК-сенсор можно установить на плату, а можно вынести на шлейфе (Рисунок 6). Это придает гибкость при использовании, так как в таком случае его можно закрепить между двумя пальцами или на ладони.

Диапазон напряжений питания платы сенсора, равный 3 - 5 В, позволяет использовать ее с семействами микроконтроллеров с напряжением питания 3.3 В или 5 В.

• В свое время пытались строить подобные датчики на базе клипсы на просвет как мобильные. Пытались, потому как наступил диплом и стало не до того. Датчик на отражение в принципе для этого должен подойти достаточно с обратной стороны подложить отражатель ик излучения.
• Все это хорошо для больного под наркозом (не движется). В такой схеме от мионаводок избавиться невозможно (проверено долгими клиническими испытаниями) - дернули пальчиком - получили крокозябру. Динамический диапазон сигнала фотоответа может превышать 60 дб (амплитуда может падать в 1000 и более раз даже у одного человека, в зависимости от его состояния в данный момент. Пример: измеряем амплитуду сигнала, глубоко вдыхаем и задерживаем дыхание. Гарантируется падение амплитуды в 10 - 100 раз.) Все эти схемки - радиолюбительство на школьном уровне. В нормальных детекторах лжи применяются те же принципы, но обработка сигнала иная.
• Это же элементарно, Ватсон.Параметры нормального пульса известны. Возможные отклонения тоже не секрет и не новость. Создаем генератор имитирующий пульс и корректируем его показаниями датчика.А поскольку такой приборчик все равно ну ни как не обойдется без процессора, то генератор запросто можно организовать программно. В этом случае помехи уже не важны. Программа не анализирует весь шум а только вылавливает полезный сигнал. Ну к примеру выделяет среднее значение на тех или иных участках, отсекает мгновенно возникающие большие помехи как неверояные, а следовательно ошибочные, в общем отслеживает полезный сигнал, сравнивает наблюдаемую динамику с виртуальной и корректирует временные параметры виртуального пульса. Даже если в какие то мгновения датчик окажется не на пальце, то программа отбросит эти замеры как невероятные.
• Неуверено, что схема выполненный на операционном усилителе (рис.4) активный фильтр нижних частот (ФНЧ).
• Artak_Barsegyan Откуда такие сомнения? В цепи отрицательной обратной связи стоит ёмкость.
• А почему только " пытались". У меня дома велотренажер и на нем есть такая клипса.

При занятиях спортом правильное распределение нагрузки обеспечивает контроль работы сердца. Для выполнения этой задачи используют пульсометры.

Традиционно выбираются модели с нагрудным датчиком, но их основным недостатком является необходимость терпеть неудобный ремень. Альтернативой этим устройствам выступают гаджеты без нагрудного датчика, снимающие показания с запястья. У моделей есть свои достоинства и недостатки.

Сравнительный анализ пульсометров с нагрудным датчиком и без

• Точность измерений. Нагрудный датчик быстрее реагирует на сокращение сердца, точно отражая его работу на экране. Датчик, встроенный в браслет или часы может несколько искажать данные. Показания снимаются по изменению плотности крови после того, как сердце вытолкнуло новую порцию крови, и она дошла да запястья. Эта особенность определяет возможность небольших погрешностей в тренировках с интервалами. Пульсометр не успевает среагировать на нагрузку после перерыва в первые секунды.
• Удобность в использовании. Устройства с нагрудным датчиком могут быть неудобными из-за необходимости терпеть трение ремня, что становится особенно неудобно в жаркую погоду. Сам ремень отлично впитывает пот спортсмена во время тренировок, приобретая крайне неприятный запах.
• Дополнительные функции. Устройство с ремнем обычно оснащено функцией записи трека, поддерживает ANT+ и Bluetooth. Для большинства моделей без нагрудного датчика эти возможности недоступны.
• Батарея. Собственная батарея у гаджета с ремнем позволяет не вспоминать о подзарядке на протяжении нескольких месяцев. Представители без нагрудного датчика требуют зарядки батареи после каждых 10 часов использования, некоторые модели – каждые 6 часов

Чем пульсометр без нагрудного датчика лучше?

Использование подобного гаджета при условии его плотного прилегания к коже позволяет:

• Забыть о дополнительных устройствах в виде секундомера, .
• Не бояться воды. Все больше моделей приобретают функцию защита от воды, продолжая эффективно работать при погружении.
• Компактное устройство легко размещается на руке, не отвлекая спортсмена, не создавая ему неудобств.
• Задать необходимый ритм для тренировок, о выходе из его немедленно сообщит звуковой сигнал.

Виды пульсометров без нагрудного датчика

В зависимости от размещения датчика гаджеты могут быть:

1. С датчиком встроенным в браслет. Обычно такие устройства используют в качестве наручных гаджетов, в сочетании с часами.
2. Сам датчик может встраиваться и в часы, позволяя получить новое более функциональное устройство.
3. С датчиком на ухе или пальце. Считается недостаточно точным из-за того, что регистрирующее устройство может недостаточно плотно прилегать к коже или вовсе сползти и потеряться.

Возможна классификация по принципу особенностей конструкции. По такому критерию гаджеты распределяются на:

• Проводные. Не слишком удобные в использовании они представляют собой датчик и браслет, соединенные проводом. Для проводного устройства характерно наличие устойчивого сигнала без помех. Такой пульсометр особенно удобен для людей с нарушениями давления или сердечного ритма.
• Беспроводные модели предусматривают альтернативные способы передачи информации с датчика на браслет. Они особенно эффективны при необходимости отслеживать свой прогресс и общее состояние во время спортивных тренировок. Недостатком устройства считается его чувствительность к помехам, создаваемым подобными техническими новинками, находящимся вблизи. Из-за этого данные, выводимые на монитор, могут оказаться неточными. Компании, занимающиеся выпуском подобных пульсометр, предлагают потребителям ознакомиться с моделями, способными передавать кодированные сигналы, не искажаемые другими пульсометрами.

Конструкция допускает и варианты по внешнему виду устройства. Это могут быть обычные фитнес-браслеты с минимальным набором функций, пульсометры, встроенные в часы, либо техника, имеющая внешний вид наручных часов с дополнительной функцией сообщать время своему владельцу.

Топ 10 лучших моделей пульсометров без нагрудного датчика

Alpha Mio. Небольшое устройство на удобном прочном ремешке. В режиме бездействия работают по принципу обычных электронных часов.

Германская бюджетная модель Beurer PM18 оснащена еще и шагометром. Особенность в пальцевом датчике, для получения нужной информации достаточно приложить палец к экрану. Внешне пульсометр имеет вид стильных часов.

Sigma Sport отличается скромной ценой и необходимостью использовать дополнительные способы для надежного контакта датчика и кожи. Это могут быть различные гели и даже обычная вода.

Adidas miCoach Smart Run и miCoach Fit Smart . Обе модели работают на датчике компании Мио. Особенностью гаджетов является их внешний вид стильных мужских часов, которыми они и являются вне периода тренировок. Точная информация обеспечена функцией считывания частоты сердечных сокращений без перерыва, в том числе и во время покоя, работы, что позволяет получить максимально точную картину сложности тренировки, реакции организма на нее.

Polar M Пульсометр для бегунов. Особенно рекомендуется для начинающих.

Basis Peak доступный гаджет, легкий простой в использовании. Крепление прочное. Один нюанс — для начала придется «договориться» с новинкой. Показания способны отличаться на 18 ударов, но подстроиться под работу техники не сложно. Подходит и для велосипедистов.

Fitbit Surge делает собственные выводы о зоне комфорта для бегуна, основываясь на анализе сведений, полученных с датчика в режиме контроля и режиме активной тренировки.

Mio Fuse отличается дополнительным оптическим датчиком в конструкции. Пульсометр позволяет получать максимально точную информацию о работе сердца. Допускается к использованию и для велосипедистов.

Сунтер удобен, компактен, отличается ярким дизайном и хорошей подсветкой. Модель популярна у альпинистов и бегунов.

235 самостоятельно рассчитывает оптимальную нагрузку для свого владельца с учетом его активности за несколько часов, составляет график сна. Среди дополнительных функций – возможность использовать технику в качестве пульта дистанционного управления для своего смартфона.

Бегаю каждое утро. Непрофессионально, просто для здоровья и собственного удовольствия. Нагрудный датчик нужно заранее одевать, часы всегда с собой. Часто бывает так, что окончательно просыпаюсь я уже на беговой дорожке, поэтому про пульсометр раньше часто забывал. Теперь он всегда со мной. Удобно.

Люблю кататься на велосипеде, но необходимость контроля работы сердца заставила купить пульсометр. Из-за постоянно перекручивающегося ремня решился попробовать наручный. Разница в показаниях 1-3 удара, что считаю вполне допустимым, зато сколько плюсов.

Мне пришлось долго подстраиваться к наручной модели. То она съезжает, то недостаточно плотно прилегает, то ее трясет. В общем, подстраиваться должна техника, а не человек. Ее для того и делают, чтобы нам людям было удобно!

У меня большой вес, кардиолог потребовал постоянно пользоваться пульсометром. Работаю я уборщицей, приходится постоянно наклоняться, много двигаться, поднимать вес, контактировать с водой. Два первых пульсометра пришлось просто выкинуть (механические повреждения корпуса). На день рождения муж подарил наручную модель. Руки у меня полные, но браслет оказался хорошо корректируемым. Сам пульсометр справился и с моей работой, он не исказил результатов даже после намокания. Проверяли его результаты и девчонки с работы, подсчитывая вручную и в кабинете кардиолога специальной машиной. Я довольна.

Запястный пульсометр измеряет частоту сердечных сокращений с помощью светодиодов, отслеживающих ток крови в запястье. Поэтому данные частоты сердечных сокращений можно наблюдать без нагрудного ремня-пульсометра как во время упражнений, так и при повседневном ношении. Технология, использующаяся в запястном пульсометре часов Suunto, разработана компанией Valencell Inc.

На точность измерений запястного пульсометра влияет ряд факторов, а также индивидуальные различия людей. Поэтому показания запястного пульсометра следует считать приблизительными. Для получения более точных показателей рекомендуется использовать совместимый нагрудный датчик ЧСС, например, Suunto Smart Sensor .

Как носить наручный пульсометр Suunto - лучшее положение для считывания показаний

Одним из факторов, оказывающих наибольшее влияние, является то, как вы носите часы. Правильное положение может повысить точность показаний частоты сердечных сокращений. Начните со следующих советов, а затем проверяйте и изменяйте положение часов до тех пор, пока не найдете собственную «золотую середину».

При повседневном использовании Носите часы Suunto хотя бы на1 палец выше костей запястья так, чтобы часы плотно прилегали к руке. Часы должны постоянно соприкасаться с кожей и не должно быть видно света от датчика.	Во время упражнений Проверьте положение: главное, носить часы как можно выше на запястье и не давать им соскальзывать вниз во время выполнения упражнений. Хороший показатель - это положение примерно на 2 пальца выше запястья . Носите часы, плотно и равномерно прижатыми к коже, но не слишком плотно, чтобы не нарушить циркуляцию крови.

При ношении часов с пульсометром имейте в виду следующее:

Для достижения наилучших возможных результатов:

• Разомнитесь перед началом занятий, чтобы измерять частоту сердечных сокращений. Это обеспечит стабильные показания часов с самого начала.
• Если во время занятий часы теряют частоту сердечных сокращений, остановитесь на некоторое время (примерно на 10–30 секунд). Продолжите занятие после того, как часы зафиксируются на частоте сердечных сокращений.

Избегайте следующего:

• Слишком свободное ношение часов. Датчик должен постоянно прилегать к коже. Вы не должны видеть свет, испускаемый датчиком.
• Слишком плотное ношение часов. Слишком плотное ношение часов может нарушать ток крови и снизить способность датчика контролировать частоту сердечных сокращений.

Уход за кожей:

• Регулярно снимайте часы с руки, мойте часы и ремешок водой и мягким мылом для рук, тщательно ополаскивайте и хорошо вытирайте полотенцем, прежде чем надеть их обратно.
• Рекомендуем промывать корпус часов и ремешок после каждой тренировки, предусматривающей большие нагрузки.
• Чтобы удалить остатки масла или лосьона, скопившиеся под ремешком (например, средства от загара, репеллента от насекомых или увлажняющего крема), воспользуйтесь не очень жестким мылом для рук, затем прополосните ремешок как следует и высушите с помощью полотенца.
• Ношение часов в течение длительного времени на одной и той же руке может вызвать раздражение кожи. Регулярно давайте коже отдохнуть, сняв часы или надев их на другую руку.
• Примечание: такие аллергены, как фруктовый сок, сырой картофель, сельдерей, белок, кукуруза, горох, морепродукты, орехи, соя, шерсть и т. д., а также такие абразивы, как пыль песок и некоторые лосьоны для кожи, попав под ремешок, могут очень быстро вызвать сильное раздражение кожи.

Как работает оптическое измерение частоты сердечных измерений

Оптический датчик частоты сердечных сокращений, расположенный на нижней стороне часов, светит на запястье светодиодом и измеряет свет, рассеиваемый в токе крови. Измерение основывается на том факте, что свет, попадающий в тело, рассеивается предсказуемым образом при изменении динамики тока крови, например, при изменении частоты пульса крови или изменениях объема крови (сердечный выброс).

Что следует знать об измерениях с помощью запястного пульсометра

Запястный пульсометр - это простой и удобный прибор для отслеживания частоты сердечных сокращений. Однако следует помнить, что точность и надежность оптического измерения частоты сердечных сокращений может быть разной у разных людей и при некоторых занятиях может не работать. В 90 % случаев показания лучших запястных датчиков расходятся с показаниями нагрудных пульсометров на 5 % или менее.

Вместе с компанией Valencell мы выявили следующие факторы, способные повлиять на измерение частоты сердечных сокращений:

• Во время занятий в прохладную или холодную погоду организм пытается поддерживать стабильную температуру тела за счет направления тока крови от рук и ног к торсу. Такое уменьшение тока крови к рукам может затруднить измерение частоты сердечных сокращений датчиком.
• Если у вас часто мерзнут руки, то перед занятием может потребоваться хорошая разминка, которая повысит точность показаний частоты сердечных сокращений.
• Движения рук и сгибание мышц, например, захват теннисной ракетки или кроссфит-тренировка высокой интенсивности, а также виды спорта с сильной вибрацией, напр., езда на велосипеде по неровной поверхности, могут изменить точность показаний датчика.
• Оптический датчик может предоставлять неточные показания частоты сердечных сокращений во время плавания, т. к. вода, проходящая под часами, влияет на способность оптического датчика точно считывать частоту сердечных сокращений.
• Татуировки темных цветов могут повлиять на точность показаний оптического датчика.

Обновляйте программное обеспечение своего устройства

Данные наручного датчика ЧСС не сохранены

При повседневном использовании: Если пульсометр отказал (не обнаруживает и/или не считывает частоту пульса) и если светодиоды пульсометра, расположенного на обратной стороне часов, не мигают (возможно, пульсометр не работает или отключен), проверьте, что функция Daily HR (Пульс за день) включена. Откройте Settings (настройки) >Activity (занятия) >Daily HR (дневная ЧСС) и убедитесь, что флажок зеленый. Это значит, что частота сердечных сокращений измеряется постоянно в течение дня.

Во время тренировки: Если запястный пульсометр не функционирует перед началом тренировки, убедитесь, что ваши часы не сопряжены с поясным пульсометром. Откройте Settings (Настройки) >Connectivity (Подключение) > Paired devices (Сопряженные устройства) . Если в списке есть датчик ЧСС, нажмите среднюю кнопку и выберите «Забыть».

Если вышеуказанные советы не помогли решить проблему , если ваши часы не считывают пульс или если возникли иные неполадки датчика, программная перезагрузка может решить возникшие проблемы.

Слишком большая или слишком маленькая ЧСС в начале упражнения

Если часы показывают неверные показатели ЧСС в начале упражнения, выполните разминку - это может решить проблему:

• Разминка для себя: Качество показаний, полученных при использовании запястного пульсометра, сильно зависит от притока крови к рукам и ладоням. Правильная 10-15-минутная разминка улучшает ток крови и повышает качество измерения ЧСС.
  И
• Разминка для датчика ЧСС: Датчику нужно время, чтобы снять показания вашего пульса (обычно это занимает несколько минут). Чтобы у датчика было время, рекомендуется отрыть экран начала упражнения во время подготовки к тренировке (например, во время переодевания).

Более точные показания с нагрудного датчика ЧСС

Для получения более точных показателей рекомендуется использовать совместимый нагрудный датчик ЧСС, например, пояс-пульсометр SuuntoSuunto Smart Sensor. Использование нагрудного пульсометра также позволит получать показания частоты сердечных сокращений при закреплении часов на руле велосипеда или поверх рукава.

Если ваши часы подключены к поясу с пульсометром, на значке ЧСС на экране начала упражнения отображается небольшой пояс. При использовании наручного пульсометра значок остается в форме сердца.

Примечание.

Всегда помните, что показания частоты пульса, полученные оптическим или иным путем, являются приблизительными и их следует использовать только для справки или в рекреационных целях, а не для каких-либо медицинских целей.

Если вы попробовали все эти советы и поиск и устранение неисправностей, но проблемы с устройством Suunto остались, обратитесь в поддержку Suunto . Будем рады вам помочь!

Учитывая рост всеобщего внимания к измерителям мощности, произошедший за последние годы, вы вполне могли решить, что мониторы сердечного ритма вышли из употребления. Это не так, они всё ещё являются полезным подспорьем в тренировках велосипедистов.

Монитор сердечного ритма или по простому пульсометр, как и предполагает его название, измеряет ваше сердцебиение в ударах за минуту и отображает его на экране. Как вы, вне всякого сомнения, могли заметить, чем больше усилий вы прилагаете при езде, тем быстрее бьётся ваше сердце.

Так что сердечный ритм или ЧСС — полезный показатель вашего уровня усилий.

Таким образом, вы можете использовать монитор сердечного ритма во время тренировок, устанавливая желаемые диапазоны сердцебиения для тренировочных сессий.

Некоторые устройства записывают ваше сердцебиение каждую секунду для дальнейшего анализа, а также способны оценить количество потраченных калорий. Такие пульсометры будут полезны велосипедистам, желающим сбросить лишний вес.

Стоит отметить, что сердечный ритм нельзя назвать идеальным показателем ваших усилий. На него влияет время суток, напитки с содержание кофеина, погода и ваш уровень усталости. Тем не менее, эти мониторы всё равно полезны и стоят гораздо меньше, чем самые дешёвые современные приборы для измерения мощности.

Более продвинутые модели могут работать и вместе с измерителями мощности, так что в будущем у вас будет возможность перейти к более серьёзным тренировкам.

Почти все мониторы сердечного ритма работают одинаково: датчик, закреплённый на вашей груди, передаёт биения сердца устройству с экраном, которое замеряет и/или записывает сердечный ритм.

В роли такого устройства могут выступать часы, велосипедный компьютер, установленный на рулевой колонке, или GPS-модуль. Это может быть даже ваш смартфон. Многие современные датчики мониторов сердечного ритма используют технологию Bluetooth Smart с низким энергопотреблением для прямого взаимодействия с вашим телефоном.

Либо вы можете добавить к своему телефону приёмник ANT+, работающий с совместимыми датчиками.

Дешевле всего стоят автономные мониторы сердечного ритма, почти всегда встроенные в спортивные часы. Они просты в использовании и являются одним из самых универсальных способов измерения сердечного ритма для людей, занимающихся несколькими видами спорта.

Чем больше вы готовы потратить, тем больше функций получите и тем больше устройство или связанные с ним приложения будут для вас делать, например, рассчитывать зоны сердечных сокращений или предупреждать вас, когда вы прилагаете слишком много или наоборот мало усилий во время текущей тренировки.

Для контроля частоты сердечных сокращений все кардиотренажеры оснащаются датчиками пульса. Штатно все беговые дорожки комплектуются проводными датчиками, которые имеют простое устройство, но высокую погрешность измерений.

Беспроводные датчики являются наиболее точными приборами измерения пульса, погрешность которых не превышает +/- 1 удар.

Пульс - это количество расширений артерии в момент выбросов крови сердцем за единицу времени. Нужно отметить, что пульс и частота сердечных сокращений (ЧСС) - это не одно и то же, хотя для физически здорового человека их значения действительно будут одинаковыми. Частота сердечных сокращений характеризуют работу нижних отделов сердца (желудочков) за единицу времени (минуту) и может значительно отличаться от частоты пульса. Такое явление можно наблюдать при нарушении ритма сердца (аритмии).

Нормы значений пульса

Каждый человек индивидуален и значения частоты сердечных сокращений могут значительно различаться для разных людей. Фактором, влияющим на ЧСС, является физическая подготовленность, степень тренированности сердца и организма в целом. Организм - это сложная система, в котором сердце решает задачу транспортировки кислорода всем тканям и органам.

Как правило, сердце тренированных спортсменов в состоянии покоя сокращается значительно реже сердца среднестатистического человека.

Нормой для здорового человека считается диапазон 60-90 ударов в минуту. При значениях пульса ниже 60 ударов в минуту наступает брадикардия, при учащенных значениях выше 90 ударов - тахикардия. Надо знать, что у новорожденного ребенка учащенное значение пульса до 140 ударов в минуту считается нормой, а пульс у женщины в сравнении с мужчиной выше на 5-10 ударов.

Значения пульса быстро растут при физических нагрузках, во время эмоциональных всплесков (гнев, страх, волнение), зависит от статистического положения тела (стоя, сидя), увеличивается после еды или после применения некоторых медикаментов.

Таблица 1 - Среднестатистические значения частоты сердечных сокращений для здорового человека.

Для чего необходимо контролировать пульс на беговой дорожке?

Чтобы тренировки были максимально эффективными, необходимо следить за частотой сердечных сокращений. Зона эффективности рассчитывается, исходя из значений максимальной частоты сердечных сокращений (МЧСС). Для мужчин МЧСС = 220 – возраст, для женщин это значение составляет МЧСС = 226 – возраст.

Условно целевые зоны можно разбить на четыре диапазона:

1. Зона общей оздоровительной нагрузки (щадящий режим): 50-60 % от МЧСС. Такая зона рекомендуется начинающим пользователям и людям, ведущим малоактивный образ жизни.
2. Зона умеренной нагрузки (общий режим): 60-70 % от МЧСС. Подходит для большинства тренировок, которые направлены на эффективное сжигание жира.
3. Зона повышенной нагрузки (продвинутый режим): 70-80 % от МЧСС. Рекомендуется для опытных людей с тренированным сердцем, целевая зона предназначена для укрепления сердечно-сосудистой системы.
4. Зона анаэробной нагрузки (кратковременный экстремальный режим): 80-90 % от МЧСС. Рекомендуется для спортсменов, работающих по индивидуальным программам в присутствии тренера.

Виды кардиодатчиков для беговых дорожек

Проводные датчики измерения пульса

Первые попытки электрически измерить пульс появились в начале 20 века. В 1902 году Виллем Эйнтховен с помощью струнного гальванометра получил первый электрический кардиосигнал. Вес его измерительного прибора составлял 270 кг, а вот принцип измерения дошел до наших времен. В основе измерений ЧСС лежит система отведений (треугольник Эйнтховена), который регистрирует момент электрического возбуждения желудочков.

Гальванометр, при помощи которого в 1902 году измеряли частоту сердечных сокращений

Современные беговые дорожки оснащаются проводными датчиками измерения пульса. Принцип работы таких датчиков прост: два электрода, расположенные на поручнях, измеряют разность потенциалов, а информацию по проводам передают в аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) консоли. Там информация обрабатывается и выдается на экран.

Недостатком такой системы является высокая погрешность измерений (20-30%), неудобство использования и скорость отображения реальных значений.

Часто получается так, что лишь через 30-40 секунд удерживания датчиков можно судить об истинных значениях ЧСС.

На поручнях консоли имеются проводные датчики измерения пульса

Беспроводные датчики измерения пульса

Беспроводные кардиодатчики имеют простое устройство и ряд преимуществ в сравнении с проводными устройствами:

1. Максимально точные измерения ЧСС. Погрешность беспроводных датчиков +/- 1 удар в минуту
2. Удобство использования. Кардиодатчик при помощи специального пояса закрепляется в районе сердца. При помощи двух электродов происходит регистрация разности потенциалов. Электроды рекомендуется смачивать водой для хорошего контакта. Далее по радиоканалу передается аналоговый либо цифровой сигнал, который поступает на приемник консоли и отображается на экране.
3. Возможность использования кардиозависимых программ.

Беспроводные кардиодатчики для измерения пульса имеют более точные измерения частоты сердечных сокращений. Погрешность беспроводных датчиков +/- 1 удар в минуту

Недостатки такого метода несущественны:

1. Необходимость использования в датчике батарейки. При каждодневных тренировках заряда хватит на 1 год.
2. Неудобство использования кардиопояса при длительных тренировках.

Наиболее популярные беспроводные датчики измерения пульса

Для измерения пульса применяются беспроводные датчики, работающие в диапазоне частот 5 кгЦ. Датчики бывают кодированные (применяются в фитнес-залах), и некодированные (предназначенные для домашней эксплуатации).

Ведущим лидером на рынке пульсометров является компания Polar . Наряду с ней в продаже можно встретить пульсометры торговых марок Sigma, Beurer, Oregon, Garmin, Suunto. Самые бюджетные модели имеют маленький набор функций и идут в цене от 500 рублей. В среднем ценовом диапазоне от 3000 рублей можно встретить качественные и удобные пульсометры. Дорогие модели, предназначенные для интенсивного и профессионального использования, нередко имеют кодированный сигнал, продаются в районе 20000 рублей.

Многие модели беговых дорожек имеют в комплекте беспроводной кардиопояс, преимущественно фирмы Polar, работающий на частоте 5,4 кГц.

Как узнать можно ли использовать беспроводной кардиодатчик на своем тренажере?

Перед покупкой беговой дорожки стоит уточнить наличие телеметрического приемника ЧСС в данной модели. Такую техническую информацию можно получить на официальном сайте продавца, либо в инструкции по эксплуатации тренажера.

Подключение кардиодатчика

Если кардиодатчик включается впервые, то необходимо установить батарейку питания, которая также поставляется в комплекте. Далее контактируемая с телом поверхность кардиодатчика смачивается водой и кардиопояс фиксируется на груди. После включения тренажера происходит автоматическое согласование устройств.