Поверметр: как измерить мощность и силу велосипедиста

Измерение мощности велосипедиста в последние годы становится всё более актуальным, так как помогает эффективнее тренироваться и добиваться высоких результатов без перенапряжений.
Технологии позволяют - велосипедисты используют.
Если кому интересно, то можете узнать, как происходили тренировки лет 50 назад. Тогда ведь не было великого множества компьютеров, датчиков и измерителей мощности.
Первые паверметры появились уже 1984 году (компания SRM) и были доступны только профессиональным спортсменам самого высокого уровня. Ситуация со временем изменилась и теперь технологией могут пользоваться даже любители.

Учитывая простоту конструкции, фактор ценообразования оставляет много загадок.
Впрочем, паверметры еще не являются таким-же распространенным товаром, как покрышки или цепи, посему стоимость их взвинчена до невероятных высот (в среднем около 1000$), да и потребности рынка не так уже велики, а значит мы упираемся в небольшие объемы производства, что тоже весьма заметно влияет на формирование стоимости продукта. Не будем о грустном.

Конструкции измерителей и их функционал могут быть самыми разными. Давайте разбираться со всем по порядку.

Между прочим, мы написали похожие статьи по поводу тормозов, амортизационных вилок, МТБ трансмиссий, шоссейных трансмиссий, контактных педалей и велокомпьютеров.

Что такое измеритель мощности?

Сначала давайте разберемся с понятием мощности.
Мощность — это энергия необходимая для перемещения массы на определенное расстояние за единицу времени, измеряется в Ваттах.
Для анализа мощности некоторые программы и приложения используют пройденное расстояние, скорость и некоторые другие параметры. Однако такие вычисления имеют очень большую погрешность, поэтому предпочтительным становится использование отдельного устройства.
Измерители мощности или паверметры позволяют снимать показатели мощности в режиме реального времени и сохранять данные для последующего анализа.

Продаются измерители мощности как с головным устройством, так и без него. Некоторые велокомпьютеры предполагают их подключение к себе через протоколы связи ANT+ или Bluetooth. 

Если немного углубиться в технические особенности паверметров, то они просто-напросто измеряют величину, на которую искривляется шатун или любой другой компонент, куда он встроен. Да, глазу искривление шатуна не видно, но точные приборы могут фиксировать эти величины.
По своей сути это точные весы, данные которых совмещаются с каденсом, углом наклона шатуна и другими параметрами, чтобы на выходе получить уже заветное значение мощности. Пример весов приведен не случайно, так как похожий принцип они и используют. Этот принцип заложен даже в системы взвешивания на больших подъемных кранах.

Общим и самым существенным недостатком любых конструкций является подверженность температурным колебаниям среды. Если велосипед и, к примеру, шатун, находился в квартире при температуре +25, а тренировка происходит на улице при температуре всего 5 градусов, то шатун изменит свою длину, тем самым внесет погрешность в измерения.
Производители стараются разрабатывать программное обеспечение для своих продуктов с учетом воздействия температуры, однако дополнительная калибровка, вероятнее всего, лишней не будет.

Зачем использовать измеритель мощности?

Применение измерителей мощности оправдано тем, что на тренировку и показатели времени на знакомом участке дороги может влиять направление и сила ветра, давление в покрышках... может влиять множество самых разных переменных. Устройство помогает отсеять всю лишнюю информацию и увидеть реальный показатель своей физической формы. Не важно с какой скоростью из-за ветра ты проедешь участок, важно, что выдашь на нем необходимый уровень мощности.

В качестве дорогой игрушки прибор подойдет, однако важно понимать, что для его обслуживания потребуются средства, ведь это точная и тонкая электроника, которая любит нежность и внимание.
С помощью измерителей мощности можно добиться высоких результатов за довольно короткие сроки, если ставить себе четкие цели; можно скрупулезно исследовать свои возможности и выявлять слабые места; можно грамотно и равномерно распределить нагрузку на соревнованиях, чтобы не выдыхаться раньше времени... возможностей много. Важно также понимать, что самостоятельные занятия могут не дать ожидаемого результата, есть смысл обратиться к профессионалам своего дела.

Современные тренеры профессиональных гонщиков считают паверметр самым эффективным инструментом, который позволяет очень точно отслеживать текущие успехи и вносить изменения в цикл тренировок.

До широкого распространения измерителей мощности велосипедистам приходилось полагаться на частоту сердечных сокращений. Но сердце не умеет реагировать на изменение нагрузки мгновенно, как это делает электроника. Да и суть тренировки не сводится к развитию способностей сердца, хотя и этот фактор тоже очень важен, суть тренировки сводится к наращиванию способности выдавать больше энергии.

Кроме того, устройство помогает существенно экономить время необходимое для тренировки. Ведь выдать целевую мощность можно просто мгновенно, и полагаясь на показания прибора поддерживать ее на необходимом уровне заданное количество времени.
Удерживать в необходимом ритме пульс и добиваться его повышения до нужного уровня не очень удобно из-за большей инерционности организма во времени.
И опять-таки, при разном пульсе показатель мощности может оставаться на одном уровне.  

Типы измерителей

Мы уже вкратце рассказали о принципе работы измерителей мощности. Он основан на изменении геометрических параметров предмета, на котором расположен датчик.
Нетрудно догадаться, что встроить систему можно не только в шатуны, а в любой элемент, который стоит на пути передачи энергии от ног к покрышке. Помнить важно о том, что прибору необходимо питание для работы и передачи данных к головному устройству, а также вес прибора должен быть минимальным, ведь располагается он на вращающихся элементах, что увеличивает массу маховика.
На типы устройства делятся по способу размещения: в шатунах, передних звездах, педалях, задней втулке и каретке.

Шатуны

Размещение в шатунах является самым распространенным. Большинство производителей, например SRM, Stages и Quarq идет по этому пути, так как придумывать новые конструкции нет необходимости, они встраиваются в стандартные системы путем некоторых доработок. 

Бюджетные варианты подразумевают расположение датчика в левом шатуне и опираются на данные, полученные только от одной ноги. Но опять-таки, точная калибровка на заводе позволяет снимать показания довольно точно. Как они с этим моментом разбираются не совсем понятно, но нам остается верить своим глазам. Ведь тесты показывают несущественные различия в показаниях мощности между разными способами размещения датчиков.

К шатунам можно отнести размещение датчика на ведущих звездах. Такое расположение позволяет измерять мощность двух ног одним датчиком, что повышает точность и снижает стоимость продукта. Хотя звезды имеют свойство изнашиваться и с этим моментом придется мириться.

Каретка

Кареточное размещение паверметра позволяет использовать старые стандарты посадки шатунов на квадрат или OctaLink Shimano.
Встречалась такая конструкция у компании Ergomo, и работала с собственным головным устройством, связь с которым осуществлялась с помощью проводов.
Похожее решение есть у компании Rotor и называется INpower, однако шатуны должны быть тоже от этого производителя, универсальность под сомнением.

Размещение датчиков измерителя мощности на оси каретки встречается ещё у компаний Easton/RaceFace.
Конструкция считается наиболее сложной, так как установка требует разборки большого количества элементов, однако такое размещение одновременно обеспечивает высокий уровень защиты от воздействий внешней среды.
  

Педали

Измерение мощности через педали является самым универсальным, так как дорогостоящий компонент можно запросто перекинуть на любой другой велосипед за считанные минуты. Для этого понадобится всего-навсего педальный ключ.
Обратной стороной является уязвимость. Ведь даже если на вашем велосипеде нет царапин нигде, они обязательно найдутся на педалях (ты же любишь прислонять велосипед педалью к стене или бордюру). Точная электроника не любит к себе такого отношения. Да и падения на работе прибора положительно вряд ли скажутся.

Самыми давними производителями такой разновидности паверметров являются Garmin Vector и Look Exakt.
Здесь тоже встречаются разновидности как с двумя, так и с одной педалью для измерений.

Задняя втулка

Расположение тонкой электроники в задней втулке, наверное, очень сложное занятие, ведь на рынке за почти 20 лет появился всего один производитель, который умеет это делать.
PowerTap предлагает к покупке или саму втулку, или всё колесо в сборе.
Считается, что такой способ является самым простым в контексте перестановки между велосипедами, ведь не требует даже гаечных ключей, как в случае с расположением датчиков в педалях.

Однако тренироваться тогда придется на гоночных колесах, а втулка внесёт свои ограничения, так как ее вес и применяемые подшипники выбирать уже не придётся. К тому же, на измерения может влиять степень загрязнения цепи.