นาฬิกาแบบดั้งเดิมในฐานะไอเท็มแฟชั่นมีฟังก์ชันที่ค่อนข้างจำกัด เมื่อเทียบกับการปรากฏตัวของสมาร์ทวอทช์ ซึ่งไม่เพียงแต่มีฟีเจอร์หลากหลายที่สามารถตอบโจทย์ความต้องการของผู้ใช้ได้ แต่ยังมีดีไซน์ที่ทันสมัยและได้รับความนิยมอย่างมากจากผู้ใช้งาน อีกทั้งสมาร์ทวอทช์ยังโดดเด่นในด้านการติดตามสุขภาพ การบันทึกการออกกำลังกาย การเตือนความจำประจำวัน และอื่นๆ ทำให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคชิ้นคลาสสิกที่มีอยู่ในชีวิตประจำวันของผู้คนจำนวนมากในปัจจุบัน แล้วองค์ประกอบใดบ้างที่ประกอบขึ้นเป็นสมาร์ทวอทช์ มันทำงานอย่างไร และหลักการดำเนินงานรวมถึงโครงสร้างภายในของมันคืออะไร
หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่การใช้เทคนิคโฟโตเพลธิสโมแกรม (photoplethysmography: PPG) โดยใช้แสง LED สีเขียวส่องไปยังผิวหนัง เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของการกระเจิงแสงที่เกิดจากการไหลเวียนของเลือด กระบวนการนี้จะแปลงสัญญาณแสงให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นจึงนำไปคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจ ในทางง่ายๆ ขั้นตอนคือ: แสง → พลังงานไฟฟ้า → สัญญาณดิจิทัล เมื่อหัวใจสูบฉีดเลือด แสงสีเขียวบนนาฬิกาจะมีปฏิสัมพันธ์กับฮีโมโกลบินในเลือด ความแตกต่างในการดูดซึมและการสะท้อนของแสงสีเขียวจากเลือด ทำให้นาฬิกาสามารถจับภาพและคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจได้
เบื้องหลังการตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจด้วยโฟโต้อิเล็กทริก ปัจจัยหลายประการทำให้ใช้ไฟ LED สีเขียวเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสม รวมถึงผลกระทบต่ำต่อเมลานินในผิวหนังและการดูดซึมน้ำ รวมทั้งความสามารถในการดูดซับแสงช่วงคลื่นนี้ของฮีโมโกลบินอย่างมีประสิทธิภาพ นาฬิการะดับไฮเอนด์บางรุ่นยังสามารถปรับสีของไฟ LED ตามสภาพแวดล้อมเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจสอบได้อีกด้วย นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์บางชนิดยังใช้การตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) ซึ่งต้องใช้สายรัดหน้าอกเฉพาะและอุปกรณ์ภายนอกเพื่อจับการเปลี่ยนแปลงของไฟฟ้าที่เกิดจากจังหวะการเต้นของหัวใจ เพื่อกำหนดอัตราการเต้นของหัวใจ
การตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจด้วยสมาร์ตวอทช์ไม่ได้อาศัยเพียงเทคโนโลยี PPG เท่านั้น แต่ยังอาจใช้วิธีการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) เพื่อตรวจจับคลื่น R ภายในชุดคลื่น QRS ในการคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจ อีกทั้งยังสามารถวิเคราะห์อัตราการเต้นของหัวใจได้อย่างแม่นยำโดยการวัดช่วงระยะเวลาระหว่างการเต้นของหัวใจอย่างละเอียด สำหรับกลุ่มประชากรต่างๆ ตัวอย่างเช่น สมาร์ตวอทช์ Veepoo RIG ใช้เทคนิคโฟโตเพลธิสโมกราฟี (photoplethysmography) ในการติดตามอัตราการเต้นของหัวใจผ่านการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนเลือดแบบออปติคัลที่ข้อมือหรือหู แม้ว่าผลการตรวจวัดอาจมีความเบี่ยงเบนจากอุปกรณ์ทางการแพทย์ระดับมืออาชีพ แต่ข้อมูลอัตราการเต้นของหัวใจจากสมาร์ตวอทช์ที่มีความสอดคล้องและมีการรับรองด้านเทคนิคก็ยังคงมีค่าอ้างอิงที่น่าเชื่อถือ
การใช้งานการติดตามอัตราการเต้นของหัวใจในสมาร์ตวอทช์มีความกว้างขวาง ช่วยให้ผู้ใช้ปรับความเข้มข้นของการออกกำลังกาย เพิ่มประสิทธิผลในการฝึกซ้อม และติดตามสุขภาพหัวใจผ่านการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเต้นหัวใจ เช่น การวิเคราะห์ HRV เพื่อประเมินสภาพหัวใจ ขณะที่เทคโนโลยีพัฒนาจนมีความสมบูรณ์มากขึ้น สมาร์ตวอทช์ไม่เพียงแต่สามารถติดตามอัตราการเต้นของหัวใจแบบเรียลไทม์ แต่ยังสามารถตรวจจับความผิดปกติและแจ้งเตือนผู้ใช้ได้ ทำให้กลายเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการจัดการสุขภาพ อย่างไรก็ตาม สมาร์ตวอทช์ไม่ใช่อุปกรณ์ทางการแพทย์ ข้อมูลที่ได้ควรใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการตระหนักรู้สุขภาพในชีวิตประจำวัน ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการรักษา