Firma Silicon Labs wprowadziła serię optycznych czujników biometrycznych, które, zastosowane w różnych urządzeniach ubieralnych (między innymi przeznaczonych dla sportowców), umożliwiają zaawansowany pomiar tętna oraz wykonanie elektrokardiogramu (EKG). Nowe moduły czujnikowe Si117x łączą bardzo niski pobór mocy, wysoką czułość i wysoki stopień integracji. Są przeznaczone do inteligentnych zegarków, opasek na rękę, plastrów i innego rodzaju urządzeń ubieralnych, które mają charakteryzować się długim czasem pracy na baterii oraz skutecznie mierzyć tętno. Aby uprościć projektowanie i przyspieszyć wprowadzenie produktu na rynek, Silicon Labs oferuje kompletne rozwiązanie – obejmujące moduł czujnikowy Si117x, algorytm pomiaru tętna oraz układ SoC Wireless Gecko zapewniający łączność Bluetooth, a także łatwe w użyciu środowisko projektowe przeznaczone dla opasek, które zawiera przykładowe projekty i kody.
Całodniowe monitorowanie tętna jest potrzebne w urządzeniach ubieralnych dla sportowców oraz urządzeniach wspomagających zdrowy tryb życia. Śledzenie tętna na przestrzeni całego dnia pozwala nie tylko użytkownikom, ale i automatycznym usługom na analizę wzorców fizjologicznych, wczesne wykrywanie problemów zdrowotnych i sugerowanie poprawy trybu życia. Ponieważ od rozwiązań tego typu wymagany jest niski pobór mocy, czujniki Si117x pobierają prąd poniżej 50 µA podczas ciągłego pomiaru tętna (wliczając w to właściwy czujnik i diodę LED). Wbudowany bufor i funkcja synchronizacji akcelerometru pozwalają dodatkowo zaoszczędzić energię na poziomie całego systemu. Najlepsze na rynku zużycie energii w stosunku do możliwości pozwala stosować mniejsze baterie w urządzeniach ubieralnych bez istotnego skrócenia ich czasu pracy podczas ciągłego monitorowania.
Czujniki Si117x zapewniają dużą dokładność monitorowania pracy serca, a co za tym idzie – wysoki komfort użytkownika. Czujniki oferują dużą szybkość próbkowania, wysoki stosunek sygnału do szumu powyżej 100 dB i możliwość usuwania szumu otoczenia oraz nieprawidłowych danych. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie sygnałów wysokiej jakości, które pozwalają na łatwe monitorowanie szybkości pracy serca nawet w przypadku trudności natury fizjologicznej, różnych odcieni skóry i w obecności tatuaży. Bardziej dokładny wgląd w przebieg pracy serca pozwala uzyskać dane biometryczne wykraczające poza tradycyjny pomiar tętna – w tym zmienność rytmu zatokowego (HRV), napięcie tętna i analizę stresu.
Pomiary elektrokardiograficzne w połączeniu z optycznym pomiarem tętna dzięki czujnikom Si117x to nowa funkcjonalność biometryczna w urządzeniach ubieralnych. Elektrokardiografia jest powszechnie spotykaną metodą badania stanu serca, a czujniki Si117x pozwalają uzyskać tę funkcjonalność w urządzeniach noszonych na nadgarstku – tanich i energooszczędnych. Możliwość wykonania pomiarów w tym samym urządzeniu i w tym samym czasie dają możliwość połączenia pomiaru biometrycznego z optycznym (PPG) w celu uzyskania istotnych danych fizjologicznych.
Moduł o wysokiej skali integracji Si117x upraszcza projektowanie urządzeń ubieralnych oraz synchronizację pomiarów z wielu czujników. Jednocześnie nie zwiększa znacząco kosztu systemu ani rozmiarów płytki. Każdy moduł może obsłużyć do czterech osobnych diod LED (które można wysterować jednocześnie) i zawiera cztery sterowniki diod LED programowane niezależnie w zakresie od 1,7 do 310 mA. Inne wbudowane funkcje obejmują fotodetektor, 24-bitowy przetwornik ADC o zakresie dynamicznym ponad 100 dB, interfejsy cyfrowe I2C oraz SPI, programowalny układ obsługi przerwań, procesor do obsługi komunikacji z hostem i wejścia dla dwóch zewnętrznych fotodiod.
Rynek urządzeń ubieralnych wspomagających zdrowy tryb życia stale rośnie i projektanci potrzebują kompletnych czujników biometrycznych, które działają bezbłędnie i nie wymagają skomplikowanej integracji. Silicon Labs jest jedynym dostawcą oferującym kompletne rozwiązanie do monitorowania pracy serca – obejmujące moduł czujnika, algorytm i bezprzewodowy układ SoC, który może przesłać wyniki pomiaru za pomocą protokołu Bluetooth LE.
Czujniki Si117x obsługują autorski algorytm opracowany przez Silicon Labs, który realizuje pomiar pracy serca z kompensacją ruchu. Został on zoptymalizowany pod kątem wykorzystania w opaskach na rękę oraz wykorzystania mikrokontrolerów z serii EFM32 Gecko i bezprzewodowych układów SoC EFR32 Gecko obsługujących łączność Bluetooth Low Energy (LE). Taka integracja komponentów pozwala na optymalizację wydajności i zużycia energii na poziomie całego systemu monitorującego pracę serca w urządzeniu ubieralnym, a jednocześnie przyspiesza wprowadzenie produktu na rynek
Układy Si117x mieszczą się w obudowach LGA o wymiarach 3, x 7 mm z 27. wyprowadzeniami. Są już dostępne w postaci próbek i w ilościach hurtowych. Silicon Labs dostarcza również optyczne sensory biometryczne ze zintegrowaną fotodiodą Si118x w obudowach QFN o wymiarach 3 x 3 mm. Aby uprościć projektowanie i testy urządzenia, Silicon Labs oferuje kilka zestawów projektowych dla opasek mierzących parametry pracy serca lub falę tętna, a także ewaluacyjny zegarek do pomiaru tętna z obsługą Bluetooth oraz aplikację systemu Android Triple Heart, która rejestruje dane z wielu urządzeń. Szczegółowe informacje na ich temat są dostępne u przedstawicieli handlowych Silicon Labs. Natomiast informacje o czujnikach są dostępne na stronie www.silabs.com/hrm. Tam też można zamówić próbki.
