Como funciona o Fitbit?

Já parou para pensar como o tracker Fitbit consegue contar nossos passos, monitorar a qualidade do sono, quantos lances de escada subimos, acompanhar a distância que andamos e a caloria que queimamos? A equipe FitbitBrasil revela aqui a tecnologia utilizada. Basicamente, o princípio de funcionamento do tracker Fitbit se baseia no uso de dois sistemas eletrônicos: um acelerômetro de três eixos com tecnologia MEMS e um altímetro. Esses sistemas são de alta precisão.

 

O acelerômetro:

acelerômetro mems 3-axisO acelerômetro MEMS[1] utiliza sistemas micro-eletromecânicos que, através das propriedades do silicone detectam movimento (aceleração e vibração). No caso do acelerômetro utilizado no tracker Fitbit, essa medição é realizada tridimensionalmente (nos 3 eixos, X, Y e Z). As oscilações captadas no sistema de molas são transformadas em pulsos elétricos. Esses pulsos são analisados e convertidos em informações de passos, distância, calorias queimadas e qualidade do sono.

A quantidade de passos e a distância percorrida é medida através do registro da aceleração resultante do movimento, captada pelo tracker. Conforme o usuário caminha, a aceleração tridimensional causada pelo movimento é captada e armazenada pelo acelerômetro do tracker. Para contabilizar os passos, basta um contador de vezes que esse padrão detectado ocorre.

A quantidade de calorias queimadas é mensurada pelo princípio de Reswick[2], que relaciona linearmente a integral do módulo dos dados extraídos de um acelerômetro à energia gasta durante uma atividade física. Parece complicado? Isso nada mais é que somar toda a energia gasta pelo movimento detectado pelo acelerômetro.

O Fitbit monitora a qualidade do sono através da Actigrafia[3], ou seja, ele avalia o ciclo do sono/vigília física através do monitoramento do movimento dos membros. O tracker monitora a quantidade de movimento nos braços por segundo e faz os cálculos do tempo total de sono, percentagem de sono, total de tempo de vigília, percentagem de vigília e número de vezes acordado. Essa funcionalidade está inserida nos modelos One, Flex e Force.

 

O altímetro:

altimetro eletrônicoO altímetro[4] é um instrumento capaz de medir a altitude através da mudança de pressão atmosférica. Essa alteração de pressão é captada através da compressão ou expansão de molas, dentro de um ambiente hermético. A variação da pressão está relacionada à pressão atmosférica.

O tracker Fitbit associa a medição de passos e a variação da altitude para monitorar a quantidade de lances de escada que o usuário subiu. Essa funcionalidade está disponível nos modelos One e Force. o modelo Flex não possui altímetro e não é capaz de monitorar a quantidade de lances de escada subimos.

 

Condições de funcionamento do tracker Fitbit:

  • Range de temperatura: -20°C a 45°C.
  • Resistência a água: Até 1m de profundidade, resistente a chuva, respingos e suor. Não é recomendado o uso em piscinas ou mar.
  • Altitude máxima: 30.000 ft (9,1 km).

 

Notas:

[1] Os acelerômetros são sensores ou transdutores que medem acelerações. A aceleração é uma medida de quão rapidamente a velocidade varia e pode ser obtida segundo uma, duas ou três direções, utilizando equipamentos uni, bi ou tri axiais, respectivamente. Tipicamente, os acelerômetros são constituídos por uma massa de reação suspensa por uma estrutura estacionária. Este aparelho pode ser visto como um transdutor massa-mola, que se encontra no interior de um sensor, que por sua vez está unido ao corpo. Sempre que este acelera, a inércia faz com que a massa resista. A força exercida pela massa é equilibrada pela mola e, como o deslocamento permitido pela mola é proporcional à força aplicada, a aceleração do corpo é proporcional ao deslocamento da massa. Num acelerômetro, a aceleração é geralmente medida num ponto especial de medida, ao longo de um eixo sensível. A magnitude da aceleração aplicada é detectada por instrumentos ou circuitos, como um impulso elétrico. O impulso elétrico é depois processado por circuitos externos, podendo ser usado em inúmeras aplicações. Pode se tirar partido dos acelerômetros para medir não só acelerações (dinâmicas), como também inclinação, rotação, vibração, colisão e gravidade (acelerações estáticas), constituindo assim um aparelho de elevada utilidade para projetos na área da eletrônica e robótica.

[2] J Reswick, J. Perry, D. Antonelli, N. Su and C. Freeborn, “Preliminary evaluation of the vertical acceleration gait analyzer (VAGA), ” in Proc 6th Annu. Symp. External Control Extremities, Dubrovnik, 1978, pp 305-314.

[3] Mais sobre Actigrafia:

[4] O Altímetro mede a pressão atmosférica e apresenta-a como altitude em pés (feet=ft). Esta altitude tem como referência a média do nível dos oceanos. A medição da altitude baseia-se na tabela de Atmosfera Padrão e na medida da pressão com as mudanças de altitude que o equipamento é submetido. O Altímetro de bordo, usado em aviões é um instrumento barométrico constituído de uma cápsula aneroide com vácuo parcial interno, para medida da pressão ambiente, neste caso do próprio cockpit da aeronave, através de perfuração existente na câmara do instrumento. A cápsula aneroide, como tal, sofre as variações da pressão atmosférica circundante. Tais variações produzem um movimento de dilatação e contração da cápsula que é transmitido, através de um mecanismo e convertido o valor da pressão estática para uma escala linear, representada em pés (feet ou ft) ou metros (m), existente no mostrador para leitura da altitude ou altura indicada. Assim, a dilatação da cápsula aneroide aumenta com a diminuição da pressão ambiente que é convertida para a escala do mostrador, indicando altitudes (ou alturas) maiores; enquanto que a contração da cápsula aneroide ocorre com o aumento da pressão ambiente, indicando altitudes (ou alturas) menores. Leia mais sobre altímetros: http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-funciona-o-altimetro.