【PowerMeter2020】過去のパワーメーター作品見ながら考える<M5Stackでパワー計算>

位相正確に波形が測定できたので、パワー計算プログラムをM5Stackに仕込みました。
パワー計算の面倒な点は、運動の直後でないとパワー値が計算できない点です。
過去にもこの課題を解決するために、クランクエンコーダを創ったり、IMUでクランク角度を得ようとしたのですが、いずれも精度の壁があってダメでした。
シートチューブ型パワーメーターとクランク式とPoweTapの3種類を比較したローラベンチです。結構反響があったのですが、その後基礎技術を学習してたり道草をくってしまって2020年になって何とか完成させようとしています。

  
●今までのパワーメーターやってきたこと
①MFT2017出展作品

3年前のMFT2017で出展したパワーメーター計測システムは、クランクに12分割の磁気エンコーダーを組み込んで
30度毎に積分計算してパワー値を表示してました。とても大げさなので、実走行は無理でした。さらに、12分割した場合と
半回転とか1回転で得られるパワー値を比較する12分割のパワー値の精度が悪い点があって、半周期くらいのほうが時間精度が
よいので、パワー値の精度がよくなる点が判りました。

➁2018年踏力ベクトル表示するペダリングモニター
パイオニアのスペックを超えるものを作りました。ペダルの踏み位置まで判ります。
しかし、クランクに16枚もひずみゲージを貼ったため、走行試験までに至りませんでした。

③2019年には、左右クランクトルクとシートチューブ型の比較実走行したが、同期精度、ノイズでNGだった

【パワーメーター2019】10月最後の実走行測定5分間分<クランクの位相ズレ発生>

④2019年から自作でも精度が見えるようにしたいということで、精度検証しながら開発を進めることにしました。

【パワーメーター2019】パワー測定の基礎検討<クランク速度が最重要>

 

【パワーメーター2019】新母艦基板課題検討<実走行使用に耐えるため>

④シートチューブ型の実力レベル
  当初は、パワータップと比較する検証をしていたのですが、市販パワーメーターは、トルク波形がでないので1秒毎のだいたいのパワー値を比較するだけなので、クランク式のパワーメーターとシートチューブ型とパワータップを3つで比較して、検証するようにしてきました。ANT+でパワータップを接続するシステムを何個が作ったのですが、ANTモジュールが壊れてばかりいて放置状態になっていたので、2020年に再試作します。
 今までのシートチューブ型の検証実験は、中途半端で終わってます。
そこそこレベルで出来ているのですが、趣味なので、自己満足できるまで詰めたいので、それが、大変なのでく2020年まで遅延してます。

【5月5日】パワーメーター<POWERTAP値と比較グラフ>

【パワーメーター】POWERTAP|CRANK|SEATTUBE<3種比較>

2019年でクランクトルク波形とシートチューブ曲げモーメント波形が非常に似ている点が分かったため
クランクの左右波形を正確に測定してからシートチューブ波形と相関をみる開発を2020年に完成させようとしてます。

【パワーメーター2019】Raspiロガー初測定試した<SeatTube波形トルクと合ってる>

⑤クランクのキャリブレーションを高精度でおこなう方法
今までで一番精度のよい校正ができました。
市販品のクランクを使う限り、クロストーク性能など形状的に無理なので
精度の悪い角度範囲をどう補正するかが課題となります。

【パワーメーター2019】クランク校正開始<クロストーク有る>

 

 

●M5Stackでのパワー計算いれてみました。
グラフィックでパワーグラフをM5Stackの液晶画面に表示したかったのですが
液晶表示が遅すぎて、ESP-NOWの通信がとぎれとぎれになってしまって、
パワーメーターのグラフィック表示をどうするか考えながら進めます。
Power (W=J/sec)= 仕事量(J)/時間(sec)
= 力(N)x移動距離(m)x時間(sec)
なので、移動した距離と時間がわからないと仕事量とパワーが求められない原理です
ので、ペダリングの瞬間のパワー値はでないことになります。できるだけ、回転角度のっ検出区間を小さくすればいいのですが、精度は1回転に1回のほうがよくなります。
どうするかは、検討していきます。



 

 

 

 

 

 

 ●以後パワー値とトルク波形を見ながらどういうデータをどう表示すればいいのか、考えながら進めていきます。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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