Кіріспе

Велосипедтегі велосипедшінің шығыс қуатын өлшейтін құрылғы. Велосипедтегі қуат өлшегіші – бұл велосипедшінің шығыс қуатын өлшейтін құрылғы. Көптеген қуат өлшегіштер айналым моментін өлшеу үшін деформация өлшегіштерін пайдаланады, ал бұрыштық жылдамдықпен біріктірілгенде қуатты есептейді. Бұл технология 1980-ші жылдардың соңында велосипед спортына бейімделді және кәсіби велосипед жарыстарында сынақтан өтті, мысалы: Power Pacer прототипі (Team Strawberry) және Грег Лемондтың SRM құрылғысымен. Осы типтегі қуат өлшегіштер 1989 жылдан бері саудада қолжетімді. Қуат өлшегішпен жаттығулар күннен-күнге танымал болып келеді. Қуат өлшегіштер әдетте деректерді сымсыз түрде жібереді және велосипед компьютерімен, смартфонмен немесе смарт-сағатпен жұптастырылуы мүмкін. Спортшыға дереу кері байланыс беру арқылы және жүруді дәл талдауға мүмкіндік беру арқылы қуат өлшегіштер жаттығу үшін пайдалы құрал бола алады.

Интерфейстер

Ескі велосипедтік қуат өлшегіштер қуат туралы ақпаратты велосипедке орнатылған компьютерге жіберу үшін сымдар жиынтығын пайдаланады; мұндай жүйенің бірнеше кемшілігі бар – велосипедтің барлық жеріне жіңішке электр кабельдері тартылып, оны тазалау қиынға түседі, сондай-ақ оларды бекіту үшін көптеген бұрандалар қолдануға тура келеді. Алайда, 2009 жылдан бері сымсыз жүйелерге көшуге бағытталған үрдіс байқалады. Қуат өлшегіштер көбінесе ANT+ немесе Bluetooth Low Energy протоколдары арқылы деректерді жібереді және оларды жүргізушінің шығарған қуаты туралы ақпаратты көрсететін стандартты велосипедтік компьютерлермен жұптастыруға болады.

Оқу-жаттығуда қолдану

Қуат өлшегіштер нақты өнімділікті объективті түрде өлшеуді қамтамасыз етеді, бұл жаттығу прогресін өте оңай бақылауға мүмкіндік береді – мысалы, тек жүрек соғуы мониторын пайдаланғанда бұл әлдеқайда қиын. Велосипедшілер көбінесе олардың қажетті бейімделуіне байланысты әртүрлі қарқынмен жаттығады. Көпте қолданылатын тәжірибе – әртүрлі қарқындылық аймақтарын пайдалану. Қуатпен жаттығу кезінде бұл аймақтар әдетте лактат шегі немесе MAP (максималды аэробтық қуат) деп аталатын қуат шығысынан есептеледі. Қуат өлшегіштер жүргізушіге олардың өнімділігі туралы дереу хабарлайды және олардың нақты қуатын өлшейді; жүрек соғуы мониторлары күштің физиологиялық әсерін өлшейді, сондықтан жауап беруіне көбірек уақыт керек. Осылайша, қуат өлшегішті пайдалана отырып, интервалды жаттығу жасайтын спортшы, мысалы, жүрек соғуының белгілі бір деңгейге жететінін күтудің орнына, 300 ватт қуат өндіріп жатқанын бірден көре алады. Сонымен қатар, қуат өлшегіштер велосипедті алға жылжытатын күшті жылдамдыққа көбейтіп өлшейді, бұл тілеулі мақсат. Бұл жүрек соғуы мониторларына қарағанда екі маңызды артықшылыққа ие: 1) Спортшының жүрек соғуы жаттығу барысында тұрақты болуы мүмкін, бірақ олардың қуат шығаруы төмендеуі мүмкін, бұл жүрек соғуы мониторымен анықталмайды; 2) Егер спортшы шаршаған немесе толыққанды жақсы сезінбесе, олар әдеттегі жүрек соғуымен жаттығуды жалғастыра алады, бірақ олардың әдеттегі қуатты өндіруі екіталай. Жүрек соғуы мониторы бұл туралы хабарламайды, ал қуат өлшегіш анықтайды. Бұдан өзге, қуат өлшегіштер жүргізушілерге каденсті (айналу жиілігін) эксперимент жасауға және оның жылдамдыққа және жүрек соғуына қатысты әсерін бағалауға мүмкіндік береді. Қуат өлшегіштер велосипедшілерді спорттың барлық аспектілерін қуат тұрғысынан қарастыруға ынталандырады, себебі қуат шығару – физиологиялық жарамдылық пен белгілі бір жағдайларда қол жетімді жылдамдық арасындағы маңызды, сандық байланыс. Велосипедшінің VO2 max (жарамдылықтың шамасы) биохимия принциптерін қолдана отырып, қуат шығарумен тығыз байланысты болуы мүмкін, ал қуат шығару Ньютонның қозғалыс заңдарына негізделген жылдамдық модельдерін қуаттандыру параметрі ретінде қызмет ете алады, осылайша жылдамдықты дәл бағалауға болады. Қуат өлшегіштер мен қуат модельдерін бірлесіп қолдану велосипедшінің айналасындағы ортаны және оның физикалық қасиеттерін, әсіресе аэродинамикалық қарсылықты ғылыми тұрғыдан талдауға мүмкіндік берді.

Қуатты екі жақты өлшеу

Екі жақты қуат өлшегіштер, көбінесе тікелей күш немесе педаль қуат өлшегіштер, сол және оң аяқтардың жеке-жеке тудыратын қуатын өлшей алады. Алынған деректер басым және басым емес аяқ арақатынасын қадағалауға және оның түрлі жарыс және физикалық жағдайларға байланысты қалай өзгеретінін бақылауға мүмкіндік береді. Бұл тепе-теңдіксіздіктерді түзетуге және жарақаттан кейінгі оңалту бағдарламаларында пайдалы болуы мүмкін.

Қуат өлшегіштің түрлері

Көптеген велосипедтік қуат өлшегіштер айналым моментін өлшеу үшін деформация өлшегіштерін пайдаланады, ал бұрыштық жылдамдықпен біріктірілгенде қуатты есептейді. Деформация өлшегіштері бар қуат өлшегіштер төменгі қауырсынға, артқы бос жүйкеге немесе жетекке орнатылады. Кейбір жаңа құрылғылар деформация өлшегіштерін пайдаланбайды, олардың орнына рульге орнатылатын және Ньютонның үшінші заңының қағидаларын қолданатын құрылғылар арқылы қуатты өлшейді – бұл құрылғылар велосипедшіге қарсы күштерді (гравитация, желге қарсылық, инерция, тегіс жүру кедергісі) өлшейді және оларды жылдамдықпен біріктіре отырып, шабандоздан шығатын қуатты анықтайды.

Кранк немесе жәндік

Кранк және жәндік негізіндегі қуат өлшегіштер кранк немесе жәндік ішінде орналасқан деформация өлшегіш(тер) арқылы екі педаль арқылы қолданылатын күшті өлшейді. Қуат есебі деформация өлшегіш(тер) ауытқуы мен педальдеу ырғағынан шығарылады. Кранк негізіндегі қуат өлшегіштердің көпшілігі бір аяқтың қуатын ғана өлшейді немесе екі аяқтың қуатын өлшеу үшін екінші сенсор қажет, ал жәндік негізіндегі қуат өлшегіштер әрқашан екі аяқтың жалпы қуатын өлшейді. Бұл құрылғыларға арнайы кранктар немесе кранк жиынтығы қажет, бірақ үйлесімділікке байланысты велосипедтер арасында салыстырмалы түрде оңай алмастырылуы мүмкін.

Педальдар

Педальді қуат өлшегіштер педаль осіне немесе педаль корпусына орналастырылуы мүмкін. Бұл типтегі велосипед қуат өлшегіші, велосипедшінің күшін бір немесе екі педаль арқылы, күш қолданылатын жерде дәл өлшейді. Екі педальда сенсоры бар қуат өлшегіштер нақты екі жақты қуат өлшемін ұсынады, яғни әр аяқтан жеке-жеке жиналған қуат деректерін. Бұл мүмкіндік екі аяқ арасындағы өнімділіктегі кемшіліктерді байқау және түзетуге көмектеседі. Қуат өлшегіш педальдарды орнату және велосипедтер арасында ауыстыру оңай.

Төменгі жақша

Төменгі жақшаның қуат өлшегіштері BB білігіндегі бұрылу деформациясына сүйенеді. Бұл білік екі басында перфорацияланған дискілермен жасалады. Бұл перфорациялар байланыссыз фотоэлектрлік сенсорлар арқылы анықталады, олар сол педальге момент түсірілгенде оны тіркеп, содан кейін екі еселендіреді. Деректер цифрлық түрде рульге орнатылған компьютерлік құрылғыға жіберіледі. Бұл құрылғыларды ауыстыру қиын, және әр велосипедке әртүрлі төменгі жақша жинағы қажет.

Freehub-тың орталығы

Тегін дөңгелек шоғырлы қуат өлшегіш, кранк қуат өлшегіштеріндегідей бірдей деформация өлшегіштерін пайдаланады, бірақ ол артқы дөңгелек шоғырында орналасқан және артқы дөңгелектен берілетін қуатты өлшейді. Тізбек, педальдар және төменгі қапшақтағы қуат жоғалтуларға байланысты, тегін дөңгелек шоғырлы қуат өлшегішпен өлшенген қуат, кранк негізді қуат өлшегішпен өлшенген қуаттан сәл кем болады. Тегін дөңгелек шоғырлы қуат өлшегіштер артқы дөңгелекке орнатылғандықтан, дөңгелектер үйлесімді болса, оларды велосипедтер арасында ауыстыру оңай.

Тізбек

Тізбектік құрылғылардың негізінде циклдің тізбегіне бекітілетін гитара пікірі (датчик) орналасқан. Бұл пікір тізбектің дірілірін анықтайды, одан тізбектің кернеуін есептейді, ал тізбектің жылдамдығымен бірге қуатты өлшейді. Фин компаниясы Polar тізбек негізіндегі қуат өлшегішті алғаш рет нарыққа ұсынды.

Қарсы күш

Қарсы күштің қуат өлшегіштері еңістің беткейін (гравитация), велосипедтің үдеуін (инерция) және кейде желдің жылдамдығын өлшейді. Осы деректерден қуат тікелей емес жолмен есептелуі мүмкін.