Cảm biến nhịp tim quang học (PPG) trên đồng hồ thông minh là gì?

Cảm biến nhịp tim quang học là một tính năng nổi bật trên nhiều loại đồng hồ thông minh. Để hiểu sâu hơn về cấu trúc, nguyên tắc hoạt động và các ưu điểm của công nghệ hiện đại này, hãy cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé!

Cảm biến nhịp tim quang học (PPG) trên đồng hồ thông minh là gì?

Cảm biến nhịp tim quang học

Cảm biến nhịp tim quang học, còn được gọi là Photoplethysmography (PPG), là một công nghệ sử dụng ánh sáng để đo những biến đổi nhỏ trong lưu thông máu. Khi ánh sáng được chiếu lên da và cảm biến theo dõi sự hấp thụ ánh sáng trở lại, nó phân tích sự biến đổi trong lưu lượng máu đang chảy qua. Dựa trên thông tin này, cảm biến có thể đo lường và phân tích các thông số như nhịp tim và số lượng nhịp tim trong một khoảng thời gian cụ thể.

Cảm biến nhịp tim quang học là một công nghệ sử dụng ánh sáng để đo những biến đổi nhỏ trong lưu thông máu

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 1

Cấu tạo

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 1 có cấu trúc gồm hai phần chính: một đầu phát ánh sáng sử dụng bóng hồng ngoại với bước sóng 609 nm và một quang trở nhạy với bước sóng ánh sáng mà đầu phát phát ra.

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 1 có cấu trúc gồm hai phần chính

Nguyên lý hoạt động

Khi cảm biến tiếp xúc với da, nơi có mạch máu chảy qua, đầu phát sẽ phát ra ánh sáng vào da. Ánh sáng này sẽ lan toả và một phần sẽ đi vào quang trở nằm gần đầu phát. Khi cảm biến bị áp lực từ da, lưu lượng máu tại vị trí cảm biến thay đổi. Cụ thể, khi tim không đập, máu sẽ tập trung quanh khu vực cảm biến, làm cho lượng ánh sáng từ đầu phát đến đầu thu nhiều hơn so với khi tim đang hoạt động và máu chảy qua vùng đó.

Thay đổi này rất nhỏ, do đó phần cảm biến ánh sáng (quang trở) thường được kết hợp với mạch tích hợp để khuếch đại tín hiệu. Sau đó, tín hiệu được đưa qua các mạch lọc, đếm, hoặc chuyển đổi từ tín hiệu analog thành số (ADC - Analog-to-Digital Converter) để tính toán nhịp tim. Kết quả đầu ra là một tín hiệu analog biến đổi theo nhịp đập của tim, cho phép theo dõi nhịp tim.

Khi cảm biến tiếp xúc với da, nơi có mạch máu chảy qua, đầu phát sẽ phát ra ánh sáng vào da

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 2

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 2 là một công nghệ được sử dụng trong Apple Watch Series 4, Apple Watch Series 5 và Apple Watch SE (SE loại bỏ tính năng đo ECG). Cảm biến nhịp tim thế hệ thứ hai bao gồm một đèn LED màu xanh, một đèn hồng ngoại và tám diode nhạy sáng. Những thành phần này cho phép cảm biến thực hiện việc đo nhịp tim và đo ECG một cách chính xác.

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 2 là một công nghệ được sử dụng trong Apple Watch Series 4

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 3

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 3 chỉ có sẵn trên Apple Watch Series 6. Cảm biến nhịp tim thế hệ thứ ba bao gồm bốn cụm đèn LED và bốn cụm diode nhạy sáng được xếp xen kẽ thành một vòng tròn đồng tâm. Điều này cho phép cảm biến có khả năng đo nhịp tim, ECG và đo độ bão hòa oxy trong máu. Mỗi cụm đèn LED bao gồm đèn LED xanh, đèn LED đỏ và đèn hồng ngoại.

Cảm biến nhịp tim quang học thế hệ 3 chỉ có sẵn trên Apple Watch Series 6

Cảm biến nhịp tim điện tử

Cảm biến nhịp tim điện tử hoạt động dựa trên nguyên tắc của ECG (điện tâm đồ), là một thiết bị ghi lại hoạt động điện của tim và thời gian của nó. Cảm biến này có khả năng ghi lại các tín hiệu điện truyền qua tim bằng cách đặt điện cực lên bề mặt da của người, từ đó theo dõi hoạt động điện của tim.

Theo dõi nhịp tim bằng cảm biến quang học đối với người chơi thể thao là một công cụ hữu ích vô cùng. Điều này giúp xác định cường độ tập luyện, đảm bảo rằng bạn không quá tải cơ thể hoặc không tập luyện đủ.

Hơn nữa, cảm biến quang học cũng cho phép bạn theo dõi tác động của chế độ ăn uống hàng ngày đối với nhịp tim của bạn. Do đó, các đồng hồ thông minh như Garmin, Samsung và các thiết bị tương tự trang bị tính năng này sẽ là công cụ tuyệt vời để duy trì sự quan tâm và theo dõi sức khỏe hàng ngày của bạn.

Cảm biến nhịp tim điện tử hoạt động dựa trên nguyên tắc của ECG

Trên đây là bài viết tổng hợp thông tin về cảm biến nhịp tim quang học hiện có trên thị trường. Hi vọng bài viết đã cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích. Đừng quên theo dõi Di Động Mới để cập nhật những tin tức công nghệ thú vị nhất nhé!

Xem thêm:

• ECG là gì? Công dụng và tích hợp trên các thiết bị di động nào?
• Tính năng theo dõi giấc ngủ trên smartwatch là gì? Lợi ích, cơ chế
• TOP 7 đồng hồ thông minh tốt nhất, nghe gọi cực xịn (8/2020)