Sensorik Sportliche Technik am Handgelenk

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Immer mehr Freizeitathleten wollen es genau wissen und achten auf ihre Herzfrequenz. Ein kurzer Blick auf die Smartwatch genügt und der Sportler ist darüber informiert und kann sehen, wie sich seine Leistung über die Zeit verändert. Ein optischer Sensor von Osram Opto Semiconductors läuft, fährt oder schwimmt mit.

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Pulsmessung am Handgelenk: Der optische Sensor von Osram für die Herzfrequenzmessung ist auf maximale Effizienz ausgelegt. Er ermöglicht lange Batterielaufzeiten von Fitnessarmbändern, Smartwatches und anderen Wearables.
Pulsmessung am Handgelenk: Der optische Sensor von Osram für die Herzfrequenzmessung ist auf maximale Effizienz ausgelegt. Er ermöglicht lange Batterielaufzeiten von Fitnessarmbändern, Smartwatches und anderen Wearables.
(Bild: Osram)

Mit dem SFH 7051 stellt Osram einen integrierten optischen Sensor speziell für die Überwachung der Herzfrequenz vor. Eingesetzt wird das Bauteil in Fitnessarmbändern, Smartwatches und anderen so genannten Wearables. Der neue Sensor verbraucht wenig elektrische Leistung und ermöglicht dadurch lange Batterielaufzeiten.

Er besteht aus einer großflächigen Photodiode und 3 grünen LED mit 530 nm Wellenlänge. Er dient der Ermittlung der Herzfrequenz anhand einer optischen Messung des Blutvolumens. Dabei strahlt man an der Hautoberfläche Licht ein, das von Blut und dem umliegendem Gewebe unterschiedlich absorbiert und auf den Detektor reflektiert wird. Mit seinem grünen Emissionsspektrum eignet sich der SFH 7051 besonders für die Pulsmessung am Handgelenk.

Hocheffiziente Chips garantieren niedrigen Stromverbrauch

Die grünen Emitterchips des sind in der neuesten, hocheffizienten UX:3-Chiptechnologie von Osram Opto Semiconductors gefertigt. Der Sensor setzt 3 dieser Chips ein, so dass sie im optimalen Arbeitspunkt bei 20 mA betrieben werden können. Bei diesem Betriebsstrom zeigen die Sender eine besonders gute Effizienz.

Insgesamt erzeugt der Sensor bei 20 mA und 3,2 V eine optische Leistung von 3 x 3,4 mW. Der geringe Stromverbrauch des Bauteils erlaubt lange Batterielaufzeiten im Endgerät. Die Photodiode ist mit 1,7 mm2 Fläche klein genug, um einen kompakten Sensor zu realisieren, aber genügend empfindlich für die benötigte Signalqualität. Ihre geringe Kapazität von nur 11 pF sorgt für kurze Schaltzeiten und ermöglicht eine hohe Messfrequenz.

Ausbau des Portfolios für die medizinische Selbstüberwachung

Der SFH 7051 ist der zweite integrierte optische Sensor von Osram für Fitness-Tracking-Anwendungen. 2014 stellte das Unternehmen mit dem SFH 7050 einen Multifunktionssensor für die Messung von Herzfrequenz und Blutsauerstoffgehalt vor. „Wir beobachten den Trend zur medizinischen Selbstüberwachung mit Hilfe so genannter Wearables sehr aufmerksam“, erklärt Dr. Jörg Heerlein, Senior Manager Produktmarketing bei Osram Opto Semiconductors. Bei Wearables handelt es sich um elektronische Geräte, die man am Körper tragen kann, wie zum Beispiel Smartwatches und Fitnessarmbänder. „Mit dem SFH 7051 bedienen wir den Wunsch unserer Kunden nach einer eigenen Lösung speziell für die Herzfrequenzmessung.“ Anwender können nun wahlweise mit dem SFH 7050 verschiedene Funktionen realisieren oder mit dem SFH 7051 eine für die Pulsmessung optimierte Lösung einsetzen. Die Gehäusemaße beider Sensoren sind identisch.

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