【パワーメーター2019】PowerTapとSeatTube ひずみ比較<Crankトルクも必要>

赤FELTにフロントバッグを取り付けて、データログ用小型PC FMV LOOXを載せてPowerTapをスマホのIP Bikeでデータログして、家の周辺をちょいのりしてみました。

●実走行測定では、クランクトルクが必須
①波形比較
PowerTap値が1秒毎に五月雨的に発生する波形は不規則なのに対して、踏力が周期的にでてくるSeatTube曲げモーメント波形とでは、比較できない。
=>パワー値って、踏力x回転速度なので両方のばらつきを拾うので、物量としては、
PowerTapからトルクの生データを拾えればそれと比較すべきものです。逆にマイコン側で積分処理してパワー値にあわせても、誤差が拡大されて解析が正確でなくなる
=>左右クランクのトルク波形をリファレンスにしないとSeatTube曲げモーメントとトルク、パワー値の解析ができないので、クランクトルクシステム作る必要
②同期必要
POWER TAPと時間タイミングが合ってないので、解析できない
ANTモジュール調達してmbedに接続してひずみ波形と同期させないとまともな解析できないし、スマホからデータ吸い出してグラフ化してたら時間がかかりすぎる。

③PowerTapが1秒おきに出力されるのは理不尽
パワー値は、人の右踏み、左踏みの半周期に1回がパワーの周期なのに
1秒で、出力していても、中途半端で、人が踏んだ感覚とずれます。
MFT2017で出展したときも、クランク角度15度に一回パワー値を
算出表示してみました。パワーメーターの正解は、半周期に一回
パワー値を算出すべきです、さらに、半周期の最大踏力でも表示した
 ほうが、人間の感覚にあった情報が得られます。

●ローラ台でのPowerTapと曲げモーメント比較
ローラ台で、PowerTap値をある範囲でペダリングしたときの、SeatTube曲げ、ねじり波形を測定してみました。W数範囲は、
 55-70W、70-85W、85-105W、105-125W,125-150W
と自分で踏み分けられる範囲で測定してみました。
青線の曲げモーメントと茶線のパワーの出方と緑線のCADENCEを
眺めていると、だいたい比例傾向がありそうです。
パワー値の乱れは、踏力一定でも回転ムラのほうが大きいとも見えます
定常回転で定常姿勢なら安定した波形がでるので、パワー精度
いいかもしれません。

更に、モーメントを積分して、パワー値に比例する計算をしてみます。

●ローラ台と実走行の顕著な差がありました。

●以後
フレームにひずみゲージを貼って走行するといろいろな情報が得られます。
だんだん面白くなってきました。クランクの無線システムと電池寿命の持たせ方は信州MAKERSのアドバイザーでもあるDgradeDIY様にご指導いただいて作っていきます。今まではXbeeでやってましたが、電池寿命とサイズが大きいのでクランク実走が実用的でなかったのですが、6月一杯は、ダメ押しでXbeeを再トライしてダメだったら7月から新しい無線システムに乗り換えます。
※一夜して、よく考えてみると、実験評価用のクランクシステムなので
無線でなくSDカードにログして後で解析すれば十分なことに気づきました。無線を使う場合、製品ではなく実験の場合サンプリング周期が10msec以内と高速になるので、無線モジュールの電力消費が激しくなって、電池を大きくしたりする必要があるので、実走行実験の障害になります。
そこで、無線モジュールの代わりにマイクロSDソケットを搭載したほうが高速サンプリングで、低電力消費が実現できることに気づきました。
週末にかけて2セットつくってクランクに搭載してみます。とりあえず
1Chのトルクのみでやってみます。踏力ベクトルは、トルク比較の実走行が終わってからトライしていきます。

 

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