Hur funkar effektmätare?

[BjörnLönnquist]

Jag leker lite med tanken att göra en egen cykeldator.
Funktioner som hastighet, sträcka och kadens känns lätt ordnat.

Det jag inte lyckas klura ut är effektmätningen.
Någonstans måste man ju mäta kraft (Newton), sträcka (Meter) och tid (Sekund). Av detta kan vi få effekten(W=N*m/s).

Ett alternativ är att mäta kedjespänning och -hastighet, men det verkar krångligt.
En annan approach kan vara att mäta friktion mellan bakhjul och mark, samt hastighet. Återigen, krångligt.

Det som verkar genomförbart är att mäta tryckkraften i pedalerna, sträcka och hastighet ges av kadens samt den fixerade vevarmen.

Problemen börjar med att all kraft du mäter inte är av intresse, det som är intressant är: dels komposanten normal mot vevarmen, samt om man "drar med sig" pedalen över max och minilägen. Att "dra" pedalen är inte ens något som kan mätas, kraftsensor kommer bara ge storleken på kraften normal mot pedalen. Säg att du har ett gyro i pedalen för att mäta dess vinkel relativt marken (ytterligare ett gyro krävs på ramen för att hantera backar...), vevarmens vinkel kan du interpolera från kadensen. Nu kan kraftkomposanten normal mot vevarmen beräknas, och problemet är löst.

Kvarstående är effekten från att "dra runt" pedalerna, hur stor del av effekten blir det?
Måste man mäta på båda pedalerna, eller räcker det med ena för att sedan dubblera resultatet?
Hur lösa dataöverföringen(bluetooth?)?
Kanske skita i allt vinklar heter, mäta kraften och göra lite approximationer?
Hur gör tillverkarna?

En helt annan lösning skulle kunna vara att mäta lufthastighet, lutning(med ett gyro), och markhastighet för att sedan empiriskt komma fram till vettiga effektvärden. (funkar bra med varierande vindförhållanden, men inte alls med varierande rullmotstånd eller sittposition)

Vad tror ni? Hur löser jag detta?

Vänligen

Björn

 

[geologen]

Enklast, särskilt om man ska ge sig på det som hobbymekare, är nog att mäta vridmoment/deflektion i vevpartiet med töjningsgivare, och sen mäta kadensen. Då spelar det ingen roll om man "drar" eller "trycker" på pedalerna.

Vindmetoden funkar bara om man cyklar ensam, och den behöver mycket mer än vind. Acceleration "tar" effekt och deceleration" ger" effekt, plus att rullmotstånd utgör en ganska stor andel av totala effektåtgången. Vindmätningen behöver också kalibreras för vindvinkel på nåt vis, eftersom en skev vindvinkel kan ge motstånd utöver det förväntade om man bara tar hänsyn till vindstyrkan i rörelseriktningen.

Hur du än gör kommer det garanterat bli en storleksordning dyrare än vilken som helst av de färdiga produkterna på marknaden. Som ett kul projekt för pillandets skull, för all del, men det är inget sätt att få en effektmätare billigt! :)

 

[BjörnLönnquist]

Tack för insiktsfullt svar!

Det med deflektion verkar som något att undersöka vidare! (blir också lättare att programmera)

Förändring i rörelseenergi går ju att parera för med hastighetsförändringen, men det där med vindriktningen blir svårare.

Jo, att bygga själv blir alltid dyrare, särskilt om man börjar tänka på tidsåtgången...

Men det är ju så roligt!

 

[tuta]

Kanske läge att leta reda på SRM:s patenthandlingar? (utgånget)

 

[geologen]

Förändring i rörelseenergi går ju att parera för med hastighetsförändringen, men det där med vindriktningen blir svårare.

Du måste räkna med lutning också, och upplösningen för alla sensorer både i tid och rum behöver vara hög, med avancerad integration i alla dimensioner.

Nej, då är nog en direkt mätning av effekt genom vevpartiet mycket enklare.

 

[Makten]

Är det bara den effekt DU framkallar för att driva cykeln framåt så är hastighet, lutning och förluster i drivlinan helt ointressant. Det enda du behöver veta är vridmoment och vevpartiets varvtal.

Det enklaste torde vara att mäta vridmomentet mellan drev och vevparti, eftersom snedbelastningar och skillnader mellan respektive ben då redan har tagits omhand om. Fast det blir säkert ändå klurigt om man ska ha mer än ett framdrev.