Měření tepové a dechové frekvence
Použité senzory: Akcelerometr
Kategorie: Kmitání, biologie
Potřeby: mobilní telefon s aplikací Phyphox
Teorie
Srdeční činnost způsobuje vibrace a pohyby tělesných tkání, které mohou být zaznamenány akcelerometrem v mobilním telefonu. Akcelerometr měří změny zrychlení ve třech osách (x, y, z). Pro detekci srdečního tepu je nejvhodnější osa z, která je kolmá k povrchu telefonu, když je položen na hrudníku. Vibrace způsobené srdečními stahy se v této ose projevují nejzřetelněji.
Měření je přesnější při zadržení dechu, protože dýchací pohyby hrudníku mohou znehodnocovat signál pocházející z tepu. Díky tomu je možné získat pravidelný vzorec odpovídající srdečním úderům.
Postup
Spusťte aplikaci Phyphox a vyberte experiment "Akcelerace (bez g)". V menu nastavení (tři tečky v pravém horním rohu) vyberte funkci "Časované měření". Nastavte zpoždění spuštění na 3 sekundy a dobu trvání měření na 6 sekund (Obr. 1).
Obrázek 1. Nastavení experimentu a časovaného měření v aplikaci Phyphox.
Lehněte si na záda na tvrdou podložku. Položte telefon na hrudník, přibližně na úroveň srdce, a ujistěte se, že leží klidně a jeho osa z směřuje kolmo k povrchu hrudníku (neboli je položený displejem nahoru) (Obr. 2).
Obrázek 2. Schéma experimentu.
Zhluboka se nadechněte a zadržte dech, aby pohyby způsobené dýcháním neovlivnily měření. Poté spusťte měření pomocí tlačítka "Play". Experiment se díky časovači spustí až za 3 vteřiny, během té doby si najděte pozici, ve které zůstanete po dobu experimentu nehybně ležet. Po uběhnutí tří sekund se spustí experiment a bude zaznamenávat data po dobu šesti sekund. Dejte si pozor, abyste se v průběhu těchto šesti sekund hýbali co nejméně. Po uběhnutí šesti sekund se experiment automaticky vypne a můžete se podívat na výsledek.
Zaměřte se na graf osy z, kde by měl být viditelný pravidelný vzorec odpovídající srdečním úderům. Na základě tohoto vzorce můžete určit srdeční tepovou frekvenci.
Poznámky
Pokud vzorec tepové frekvence v grafu není zřetelný, upravte polohu telefonu (popř. těla) a opakujte měření.
Podobným způsobem je možné měřit i frekvenci dýchání. V postupu pouze vynecháme zadržení dechu a prodloužíme dobu trvání měření.
Podobný experiment lze provést i s teleskopickou trubkou od vysavače, zde jsou ale oba konce otevřené a tomu je třeba uzpůsobit výpočet.[1]