Что измеряет шагомер в физике
Как это работает? | Шагомер
Первый шагомер изобрел французский математик Жан Фернель в 1525 году. Устройство представляло собой систему зубчатых колес и шестеренок, которые приводились в движение качающимся рычагом. Он вращал стрелки по четырем циферблатам, которые последовательно подсчитывали единицы, десятки, сотни и тысячи шагов. Человек, использовавший данное приспособление, должен был прикрепить шагомер сбоку на поясе и шнуром привязать рычаг к противоположному колену. При каждом шаге шнур тянул рычаг, и стрелка нижнего циферблата продвигалась на единицу. Куда более компактный шагомер в конце 18 века изобрел третий президент США Томас Джефферсон. Его устройство крепилось к карману брюк и представляло собой небольшой механический прибор с шестеренками, напоминающий часы. Как же работает современный шагомер — об этом в сегодняшнем выпуске!
Большинство современных шагомеров определяют шаг по отрицательному ускорению тела человека в момент соприкосновения ступни с землёй, которое фиксируется датчиком-акселерометром. Механический шагомер представляет собой небольшой прибор, снабженный грузиком. При ходьбе грузик по инерции преодолевает сопротивление пружины и посредством зубчатой передачи проворачивает ось механического счётчика вперед на одно деление.
Что касается электронного шагомера, то он может являться или отдельным самостоятельным устройством, или использоваться в мобильных и носимых устройствах, таких как смартфоны, умные браслеты и часы. В обоих случаях шагомер определяет шаги при помощи многоосевого акселерометра, фиксирующего ускорения сразу в нескольких направлениях. Во время ускорения тела при соприкосновении ступни с землей инертная масса акселерометра меняет свою позицию. Это приводит к смещению отводов проводника в акселерометре, которые располагаются между снимающими показания контактами. Напряженность поля вокруг контактов меняет свои значения, что и фиксируется датчиком. Тем самым микропроцессоры преобразуют встряхивания в электрические импульсы и увеличивают показания электронного счётчика. При этом сложные алгоритмы стараются исключить ложные срабатывания в ходе выполнения повседневных не относящихся к ходьбе действий, например, при завязывании шнурков.
Точность шагомеров зависит от особенностей походки конкретного человека. Большая часть датчиков правильно считает шаги, только если закрепить их в определенном месте — на поясном ремне. Если же держать их в руке или носить в другом месте, точность существенно падает. Также стоит учесть, что многие шагомеры продолжают считать шаги, когда пользователь едет в транспорте, особенно по неровной дороге.
Принцип работы шагомера
Шагомер, или Как начать считать шаги
Устройство было изобретено в Японии в шестидесятых годах прошлого века. Первые устройства высчитывали количество пройденных километров.
Позже приложения и часы стали умнее и начали показывать не только расстояние, но и число шагов и этажей. Некоторые устройства измеряют пульс, артериальное давление и количество сердечных сокращений.
Шагомеры упрощают жизнь не только спортсменам, но и простым людям. Большинство программ высчитывают дневную норму и помогают двигаться больше.
Как это работает?
Существует четыре разновидности устройств:
Точность показаний
Точность показаний зависит от способа переноски прибора.
Одни модели предназначены для ношения на поясе. Телефоны со встроенными приложениями можно носить в любом положении, часы – на руке.
Тип поверхности тоже имеет значение. Наиболее точные показатели шагов представляются на асфальтированной дороге. Погрешность невелика – всего 5%.
На показания влияет ряд индивидуальных качеств человека: походка, длина шага, наличие заболеваний.
Проверить точность показаний просто. Пройдите ровно двадцать шагов и посмотрите на прибор. На дисплее должно высветиться число «20».
Причина неправильного подсчета
Существенно влиять на то, как точно устройство измеряет пройденные шаги, может его неправильная эксплуатация. Основными рекомендациями, которые дают производители по условиям использования гаджета, будут:
Основными причинами, из-за которых трекер неправильно считает шаги, могут быть:
Как решить проблему
Достаточно зарядить устройство, правильно надеть на руку и придерживаться правил его эксплуатации. В случае, когда каждый взмах руки воспринимается, как шаг или браслет перестал считать шаги, может потребоваться изменение настроек гаджета.
Калибровка распознавания движений
Сильную погрешность в подсчете пройденного пути можно устранить путем настройки меток движения. Делают это в официальном приложении, установленном на телефоне, который синхронизирован с трекером.
Действия при отсутствии подсчета шагов
Если опция подсчета шагов в трекере не работает, то велика вероятность, что придется обратиться в сервисный центр для устранения такой неполадки.
Перед этим можно попробовать переустановить приложение на сматрфоне или выполнить перепрошивку гаджета.
В первом случае алгоритм действий будет следующим:
Специалисты советуют перед повторной установкой приложения полностью разрядить устройство.
Обновить прошивку может только человек, обладающий для этого соответствующими знаниями и навыками. Повторно прошить гаджет можно в ручном режиме, загрузив соответствующие установочные файлы.
Второй способ — загрузка обновлений в автоматическом режиме, если программное обеспечение показывает соответствующий запрос.
Правила использования шагомера
Обзор приложений на телефон
Шагомер на руку: какую модель лучше выбрать в зависимости от функционала
Классический браслет-шагомер на руку – назначение и использование
Такое устройство способно лишь измерить количество шагов, пройденных за день.
Плюсом подобного прибора является цена.
Стильные устройства по виду не отличаются от обычных наручных электронных часов
Шагомер на руку с измерением пульса
Такие устройства очень полезны людям с заболеваниями сердца, аритмией, гипертонией и гипотонией.
Функция пульсометра поможет контролировать количество ударов в минуту и вовремя снизить нагрузку, если это необходимо.
Бег при таких заболеваниях запрещён категорически, а вот ходьба, напротив, является приоритетной.
Функция подсчёта калорий и её польза
Многие люди, склонные к полноте, стараются подсчитывать калории, попадающие в организм с пищей.
Шагомер с функцией подсчёта сжигаемых калорий будет прекрасным помощником в этом деле.
Шагомер, учитывающий сжигаемые калории, крепится к подошве обуви.
Наручные часы-шагомер
Недорогие устройства со встроенной памятью, позволяющие определить, в какое время суток движение более интенсивно.
Сведя воедино информацию за неделю, можно с точностью до десяти минут определить, в какое время суток человек находился практически без движения.
Это позволяет скорректировать график питания для людей, склонных к полноте, чтобы калории после приёма пищи превращались в энергию.
Как настроить шагомер?
Что лучше: часы или телефон?
Польза или вред?
Шагомеры не приносят никакого вреда человеку.
Кому пригодится шагомер?
Как работает шагомер в фитнес браслете
Современный человек ведет малоподвижный образ жизни. Осознание этого и желание стимулировать людей к физической активности стало одним из факторов появления трекеров со множеством полезных функций.
Как фитнес-трекеры ведут подсчет шагов
Идея создания устройства, которое могло бы фиксировать данные о физической активности и подсчитывать количество пройденных шагов, стара. Еще в середине XV века Леонардо да Винчи создал чертеж маятникового механизма, прикрепляемого к поясу, который был прообразом современного счетчика шагов.
С 1960 года с легкой руки японского предпринимателя Есиро Хитано механические шагомеры вышли в массовое производство. Тогда же и возникла идея о 10 тыс. шагов в день.
Эти устройства по внешнему виду напоминали карманные часы, а принцип их работы был предельно прост. Груз, подвешенный на пружину, во время ходьбы двигал шестерни, которые перемещали стрелки и показывали количество пройденных шагов.
Со временем механику вытеснила электроника. Теперь в современных фитнес-трекерах подсчет шагов ведет трехкомпонентный акселерометр — устройство для определения ускорения объекта, к которому оно прикреплено.
Все полученные измерения передаются в микропроцессор, который анализирует их с помощью встроенных алгоритмов, чтобы отличить простые жесты руками от ходьбы или бега.
Для более точных измерений в более дорогих моделях фитнес-браслетов вместе с акселерометром устанавливается гироскоп. Этот прибор отслеживает ориентацию в пространстве руки, на которую надет трекер.
Принцип работы емкостных и пьезоэлектрических акселерометров
Виды электронных акселерометров:
В емкостных устройствах чувствительный элемент — пластины конденсаторов.
Расстояние между пластинами конденсатора и его емкость находятся в обратно пропорциональной взаимосвязи. Во время ходьбы груз давит на пластины, уменьшая расстояние между ними и увеличивая емкость. Эти данные фиксирует контроллер и передает в микропроцессор, который после их анализа засчитывает дополнительно пройденные шаги или воспринимает их, как просто жест рукой.
В пьезоэлектрических акселерометрах в качестве чувствительного элемента используют кристаллы пьезоэлектрических веществ. При деформации этих веществ грузом во время движения изменяется разность потенциалов. Ее регистрирует потенциометр и передает в микропроцессор для дальнейшей обработки.
Как соединить гаджет с телефоном
Перед тем как подключить фитнес-браслет к телефону, нужно определить техническую возможность такого соединения. Большая часть устройств позволяет сопрячь свой гаджет с любым современным смартфоном посредством блютуз-соединения, но возможны некоторые исключения.
Узнать точный порядок можно, воспользовавшись инструкцией по пользованию.
Подключение производится при помощи следующего порядка действий:
Если возникают какие-то проблемы с подключением, можно попытаться использовать другую программу, перезапустить устройство или обратиться в сервисный центр для проверки гаджета.
На Андроид
Процедура подключения производится следующим образом:
Связать с Айфоном
Обзор популярных моделей
Jawbone Up
Этот браслет отличается высоким качеством, точностью подсчетов, очень интересным дизайном, который подойдет как мужчинам, так и женщинам, и вполне приемлемой ценой.
Недостаток: искажение показателей в случае попадания на устройство влаги. В связи с этим производителю пришлось внести ряд изменений в конструкцию девайса.
Производитель выпускает множество различных цветов, что дает возможность каждому подобрать наиболее подходящий и понравившийся вариант.
Xiaomi Mi Band
Содержит множество различных функций.
Xiaomi Mi Band умеет измерять количество потраченных калорий, определять длину пройденного расстояния, измерять пульс, есть таймер, секундомер, функция отслеживания сна и умного будильника и уведомление о звонках и сообщениях. Xiaomi Mi Band способен держать заряд до месяца.
Увидеть результаты можно с помощью специального приложения на смартфоне или планшете, которое можно установить как на Android, так и на Apple.
Цена и качество находятся на равных позициях.
Его внешний вид схож с электронными часами и имеет множество различных функций. Отлично подойдет для обладателей Android-устройств и iPhone.
Edwo обладает функцией отслеживания сна и умного будильника.
FitBit
Передает все данные на устройство с помощью связи через Bluetooth. Может выполнять функцию часов, будильника, отслеживает сон и фиксирует данные о пройденных шагах, потраченных калориях. Может фиксировать данные об употребляемой еде.
Одно из самых основных достоинств браслета FitBit – это аккумулятор, который несмотря на огромный функционал, способен держать заряд не менее недели. Поэтому стоимость и качество наравне.
Как выбрать пульсометр
Датчик пульсометра должен максимально точно улавливать удары сердца или биение крови в теле человека.
Проводные аппараты неудобны самим наличием лишних проводов, поэтому лучше сразу интересоваться беспроводными пульсометрами — они могут передавать сигнал в аналоговой или цифровой форме.
Шагомер и пульсометр — два разных устройства с совершенно разными функциями, поэтому лучше их не «смешивать» в одном устройстве.
Точность шагомеров
Портативное устройство, которое крепится на талии, показывает наиболее точные результаты.
«Узкоспециализированные» шагомеры крепятся на обувь или даже подошву и показывают сверхточное количество пар шагов.
Шагомеры-программы, как правило, «напичканы» всевозможными дополнительными опциями, поэтому их точность ниже средней. Кроме того, постоянно работающая программа существенно уменьшит «жизнь» заряда батареи гаджета.
Главное – выбрать удобный шагомер, который обладает высокой точностью. Наиболее подходящей также будет та модель, которая автоматически начинает подсчет шагов в момент, когда ты начинаешь двигаться.
Функция автоматического отключения устройства в случае определенного периода бездействия также будет не лишней.
Прежде чем использовать девайс, проверь его на точность: пройди определенное количество шагов и сравни с показателями устройства.
Как худеть с шагомером?
Каким бы навороченным ни был у вас шагомер, он не будет за вас худеть. Это устройство лишь считает ваши данные: шаги, пульс, сжигаемые калории.
Врачи рекомендуют в день проходить десять тысяч шагов, в результате которых сжигается 400 калорий. Но при этом ни один производитель не знает значение «правильного» шага, а именно от их количества и длины прибор подсчитывает километраж.
Поэтому составьте свой замер:
— закрепите на руке или поясе шагомер;
— несколько дней просто походите, чтобы выяснить интенсивность вашего движения;
— после всех данных просчитайте среднеарифметическое количество шагов в день.
Именно этот параметр будет нижней границей вашей интенсивности. Вы сможете похудеть, если будете увеличивать последующую нагрузку на несколько сотен шаког в день.
Чем хорош шагомер «Омрон»?
При покупке устройства нужно проконсультироваться со специалистом. Шагомеры для бега не считают шаги во время ходьбы.
Для простого подсчета приобретите обычный шагомер без дополнительных функций (радио, подсветки, озвучивания данных, подсчета калорий).
Чем отличается от предыдущей модели шагомер AND UW-101?
Шагомер этой марки тоже можно носить в кармане, сумке или на поясе.
Если нужен шагомер для подсчет шагов при ходьбе и беге без дополнительных атрибутов, то эта модель подойдет.
Как работает шагомер?
Шагомер – это устройство для измерения количества шагов (пройденного расстояния) конкретного пользователя. Работа шагомера основана на принципе действия датчика-акселерометра, реагирующего на изменение скорости передвижения (подсчет совершается, когда стопа касается поверхности). Существует несколько видов приборов, имеющих свои плюсы, минусы, особенности и механизмы действия. Рассмотрим, как и на каком принципе работает шагомер, из каких основных частей состоят те или иные модификации и сколько они стоят на данный момент.
Как работает шагомер
Работа любого шагомера основана на срабатывании специального датчика (акселерометра или маятника) на фазу торможения тела человека во время его ходьбы. Каждое такое воздействие передается прибором на устройство считывания, фиксируется и выдает показания на табло, дисплей или циферблат в зависимости от его типа. Таким способом отмечается общее количество сделанных шагов. Исходя из этого и зная время, можно вычислить как вручную, так и автоматически, пройденную дистанцию и скорость.
Данные о пройденном пути и скорости передвижения нужны всем, кто:
Прибор применяется и в любом другом случае, когда требуется точно знать пройденный путь или количество сделанных шагов.
Виды шагомеров
Схема функционирования измерителя шагов зависит от вида устройства. Они бывают трех видов:
Механический шагомер
Счетчик шага с механической основой достаточно прост в устройстве и существует уже много десятилетий. Его принцип действия основан на работе качающегося маятника – груза на пружинке, соединенного с шестеренкой. При каждом шаге его носителя груз движется и прокручивает шестеренку ровно на один зуб. Соединенная с циферблатом система приводит в движение и стрелки прибора, отмечая пройденный путь или количество шагов.
Измерители такого типа морально устарели, их практически повсеместно вытеснили более совершенные электронные аналоги.
Электронный шагомер
Наиболее точные на сегодня измерительные приборы – это электронные или цифровые. Они способны не только измерять расстояние/количество сделанных шагов сами по себе, но и сверять показания со спутниковой навигацией. В последнем случае пройденный путь будет максимально точен до одного метра. Устройство также до деталей определяет скорость перемещения и показывает траекторию движения.
Цифровой шагоизмеритель нередко оснащается программой, способной вычислять количество сожженных калорий, а также задает индивидуальный нагрузочный план.
Электронный измеритель количества шагов
Электронно-механический шагомер
Принцип действия этого типа измерителя количества пройденных шагов заключается в переводе механического колебания датчика в электрический импульс с последующим выводом информации на дисплей.
Устройство шагомера
Механический шагомер состоит из двух основных частей – детектора шагов и прибора, фиксирующего их количество, иначе счетчика. Механический датчик – это по сути грузик, колеблющийся при выполнении шага относительно оси равновесия. Каждое колебание переводит ось счетчика ровно на одно деление – засчитывается один шаг.
В электронном датчике фиксатором колебаний служит пьезопластинка. При воздействии на кристалл такого материала, возникает электрический импульс. Переходя через сеть последовательно соединенных микросхем, он превращается в информацию на дисплее.
Какие модели шагомеров бывают
Современные модели шагомера разделяются на портативные и устанавливаемые. Первые представляют собой самостоятельное устройство в виде пейджера, цепляемого на одежду, или браслета, шагомера, надеваемого на руку.
Портативные шагомеры
Портативные модели разделяются на несколько подвидов:
Плюсы портативных моделей:
Программные шагомеры
Устанавливаемые измерители шага представляют собой ПО для операционных систем типа Android. Такие многофункциональные шагомеры включают много полезных опций. Среди них:
Это далеко не полный перечень свойств и преимуществ установочных моделей. Главное их преимущество состоит в том, что они могут устанавливаться на собственный телефон/смартфон пользователя (при условии программной поддержки) и дают большое количество полезных опций. Недостаток косвенный и он заключается в необходимости брать с собой на тренировку телефон и надежно закреплять его на теле, и, конечно, подходит такой шагомер только тем, у кого есть смартфон или телефон с возможностью установки на него такого ПО.
Шагомер на смартфоне
Средние цены на шагомеры
В среднем ценовом сегменте можно подобрать достойные модели. Их стоимость колеблется в районе 300-2000 руб. Простейшие цифровые устройства с одной функцией стоят прядка 350-500 руб. В варианте фитнес-браслета цена достигает 800-1100 руб. за экземпляр. Более функциональные модели с несколькими функциями стоят от 1500 руб.
Какому конкретному устройству отдавать предпочтение, зависит от самого пользователя. Нужно ответить на вопросы – для каких целей он нужен, какими функциями в ходе его эксплуатации придется пользоваться и как удобнее его крепить на тело во время тренировки или в повседневности.
Разновидности и принципы работы шагомеров, как выбрать лучшую модель
Физическая активность человека, несмотря на быстрый темп жизни, значительно снизилась в сравнении с прошедшими столетиями. Чтобы избежать различных проблем со здоровьем, следует ежедневно ходить, используя шагомер. Однако не многие знают, как умный прибор отслеживает расстояние и какие датчики при этом задействованы. По этой причине не помешает понять, как работает шагомер, ознакомиться с функциями полезного для здоровья гаджета. Устройство можно использовать не только для профессиональных тренировок, но и во время пеших прогулок, выполнения несложных физических упражнений.
Основной принцип работы
Наиболее распространенный вопрос у пользователей — как работает шагомер. Все модели имеют общий принцип действия. Внутри каждой из них встроен датчик для фиксации шаговых движений, есть специальная прошивка, которая обрабатывает полученные данные, а затем воспроизводит их на экране пользователя. При этом прибор может быть как самостоятельным девайсом, так и применяться как приложение для мобильных устройств или спортивных трекеров.
В основе действия шагомера в телефоне заложен принцип измерения ускорения движущегося устройства. Многие смартфоны оснащены чувствительными датчиками: акселерометрами, гироскопами, магнитометрами. Встроенные микросистемы определяют местонахождение человека в пространстве и фиксируют любое его перемещение, которое учитывается программой в виде электронных импульсов. Преобразованные в числовой показатель данные выводятся на экран телефона.
Без акселератора шагомер работать не будет, поэтому перед тем как начать его использовать, следует убедиться, что телефон оснащен встроенным датчиком.
Массой полезных функций обладает шагомер в фитнес-браслете, который работает во время пеших прогулок, проведения тренировок, выполнения различных упражнений и так далее. Такое изделие имеет ряд преимуществ в сравнении с обычными устройствами или приложениями в телефоне и отличается:
Каких-то особых ограничений по возрасту шагомер не имеет, поэтому его использовать могут как взрослые, так и дети. Часто такие приборы применяются в лечебной физкультуре, где основными нагрузками являются бег либо ходьба. Также устройство незаменимо для спортсменов и любителей активного образа жизни, для тех, кто стремится сбросить лишний вес, укрепить свое тело. С помощью аппарата можно измерить пройденное расстояние на любой трассе, «поддержать» необходимый недельный или месячный километраж.
Разновидности
В зависимости от принципа работы шагомера выделяют три основных типов прибора: механические, электронные и гибридные. Перед выбором следует проанализировать более детально каждый вид. Это поможет определить, какой шагомер лучше, и подобрать самый подходящий вариант. Особенности разных видов:
Гибридная модель — лучший шагомер по удобству использования и стоимости.
Популярные модели
Все выпускаемые модели подразделяют на портативные и программные. До того как начать пользоваться шагомером стоит узнать про особенности указанных типов. Портативные достаточно просты в обращении, представляют собой самостоятельный прибор в виде пейджера. Они оснащаются устройством для размещения на одежде или ремне. Выбрать можно шагомер на руку, совмещенный с обычными часами или смарт-моделям.
Портативные
Различают несколько подвидов портативных моделей:
Ассортимент портативных шагомеров достаточно большой. Все предлагаемые образцы отличаются по форме, размеру и дизайну. Для выбора стоит изучить, как заряжать и эксплуатировать устройства, ознакомиться с моделями, получившими наибольшее количество положительных отзывов. Популярные портативные изделия:
Неровная дорога, даже во время передвижения в автомобиле, может восприниматься некоторыми шагомерами как шаги.
Программные
Программный шагомер для Андроид представляет собой установочный продукт для операционных систем. Лучше, если он будет на русском языке. Такие многофункциональные устройства характеризуются разнообразными полезными опциями. Рекомендуются для использования в следующих случаях:
Существует множество приложений, разработанных специально для смартфонов, которые могут точно подсчитывать количество шагов. Наиболее популярные из них:
Есть очень интересные приложения, которые стоит скачать тем, кто хочет сделать свои пробежки более увлекательными. Одно из известных — Zombies, Run! Подключайте наушники, следуйте инструкциям, ведь стоит остановиться, как можно услышать крики зомби или их дыхание за спиной.
Точность показаний
Точность шагомера зависит от качества выбранной модели и особенностей выполняемых пользователем действий. Проблемой прибора в смартфоне может стать то, что установленные акселерометры на нем имеют различные характеристики, что в итоге сказывается на конечном показателе. Чтобы повысить точность работы устройства, шагомер рекомендуется установить на поясной ремень, а не брать в руки или закреплять его на других местах.
Иногда вызывает недоумение, почему устройство неправильно считает шаги. Если шагомер недостаточно плотно контактирует с человеком, то он может не отобразить движения, в основном это относится к браслетам. По этой причине он должен плотно прилегать к поверхности кожи. Для того чтобы проверить точность выбранного прибора, необходимо:
Причинами неправильных значений может стать несоблюдение всех правил эксплуатации шагомера. Первоочередно следует посмотреть, есть ли инструкция по применению, и ознакомиться с рекомендациями:
Чтобы понять, как настроить шагомер, стоит также рассмотреть общие моменты, от которых зависит точность показаний:
Во многих устройствах предусмотрена функция подсчета калорий. Для ее использования выбирается специальный режим, вводится вес тела и устанавливается нужный параметр. Счетчик, будь он в телефоне и на браслете, начнет автоматический отсчет, обнаружив движение.