Funktionsweise Powermeter/Wattmesser

[*cl*]

Jo, interessant vielleicht schon.

Aber 150€ alleine die Elektronik (eine Kurbel muss man ja noch dazu rechnen), und dann hat man da so ne schwindelige Bastellösung, bei der man nicht mal ordentlich die Lager wechseln kann...

Von der Genauigkeit steht da nix, oder?
Dürfte atemberaubend sein.

Genauigkeit wie eine 10 € Waage ^^

 

[*cl*]

Der Preis ergibt sich vor allen Dingen aus der Bereitschaft der Kunden ihn für inzwischen "Allerweltstechnik" zu bezahlen. Für mich persönlich sind Uhr und Pulsmesser die einzigen Leistungsmesser, die ich benötige

Dann mach mal so.

 

[Alpenmonster]

Jo, interessant vielleicht schon.

Aber 150€ alleine die Elektronik (eine Kurbel muss man ja noch dazu rechnen), und dann hat man da so ne schwindelige Bastellösung, bei der man nicht mal ordentlich die Lager wechseln kann...

Von der Genauigkeit steht da nix, oder?
Dürfte atemberaubend sein.

Wenn Du das in die Welle rein baust, dann brauchst Du die Reduzierhülsen nicht und kannst ganz normal wechseln. Aber ich sehe schon auch, dass das extrem fummelig wird, man keinerlei Garantie/Gewährleistung hat und eben auch mit so Themen wie Wasserdichtigkeit etc. alleine da steht. 150 sind nur für die Elektronik, 10 kosten die Dehnmessstreifen und der Akku wird auch noch ein paar Euro kosten. Sagen wir also 170-180 insgesamt. Stages Factory Install für 299 ist dann halt auch nicht so viel teurer. Und ja, da steht nur, dass die Genauigkeit ebenso gut sei wie bei anderen Leistungsmessern. Das ist natürlich eine sehr schwammige Aussage. Interessant finde ich es trotzdem, auch weil ich einen gewissen Basteltrieb habe. Machen werde ich es aber nicht.

 

[BergHügi]

Wenn Du das in die Welle rein baust, dann brauchst Du die Reduzierhülsen nicht und kannst ganz normal wechseln. Aber ich sehe schon auch, dass das extrem fummelig wird, man keinerlei Garantie/Gewährleistung hat und eben auch mit so Themen wie Wasserdichtigkeit etc. alleine da steht. 150 sind nur für die Elektronik, 10 kosten die Dehnmessstreifen und der Akku wird auch noch ein paar Euro kosten. Sagen wir also 170-180 insgesamt. Stages Factory Install für 299 ist dann halt auch nicht so viel teurer. Und ja, da steht nur, dass die Genauigkeit ebenso gut sei wie bei anderen Leistungsmessern. Das ist natürlich eine sehr schwammige Aussage. Interessant finde ich es trotzdem, auch weil ich einen gewissen Basteltrieb habe. Machen werde ich es aber nicht.

Ich befürchte bis das zuverlässig funktioniert sind Jahre vergangen, ist ein kleines Vermögen ausgegeben und am Ende hat es nur eine einseitige Messung.

 

[martl TF]

Ich grätsch mal mit hier rein. Finde ich ja spannend.

Kann man dann nach meinem Laienhaften Verständnis sagen die "echte" Kraft wird nicht direkt gemessen sondern der sich ändernde Widerstand auf der Leiterbahn durch die entsprechende Verformung ?

das ist nach zwei physikalischen Formeln proportional. Formänderungsarbeit und spezifischer Widerstand. Du misst auch keine Geschwindigkeit, sondern Weg=Ortsveränderung und Zeit, oder Anzahl Umdrehungen und Zeit Kraft ist definiert als Masse mal Beschleunigung, also keine "Basiseinheit" per se.

"Beschleunigung" widerum besteht aus Weg pro Zeit pro Zeit, wobei auch schon gute 100 Jahre bekannt ist, dass Zeit eher unbestimmt ist, mindestens relativ. Also messen wir Mist. Und schon wieder sind 2 Minuten unproduktiv vergangen, oder 1 min 59.9999 sec.
Wenn wir den Weg als Bruchteile oder Vielfache von irgendeinem Messkörper definieren wie beim Pariser Ur-Meter, ist das auch Quark, weil es nix Gegenständliches gibt, was sich in seiner Ausdehnung nicht ändert, weshalb das mittlerweile auch als irgendeine Wellenlänge festgelegt ist.
Wir messen ja nicht mal Masse, sondern maximal Gewichtskraft, und die schwankt auch. Wirklich "messen" tun wir eigentlich wenig, und noch weniger genau. Bis auf den Wattgewinn durch aerodynamisch optimierten Seatcluster beim neuesten MadonengadoubleSix , den messen wir äußerst genau.

 

[Alpenmonster]

das ist nach zwei physikalischen Formeln proportional. Formänderungsarbeit und spezifischer Widerstand. Du misst auch keine Geschwindigkeit, sondern Weg=Ortsveränderung und Zeit, oder Anzahl Umdrehungen und Zeit

wobei auch schon gute 100 Jahre bekannt ist, dass Zeit eher unbestimmt ist, mindestens relativ. Also messen wir mist. Und schon wieder sind 2 Minuten unproduktiv vergangen, oder 1 min 59.9999 sec.
Wenn wir den Weg als Bruchteile oder Vielfache von irgendeinem Messkörper definieren wie beim Pariser Ur-Meter, ist das auch Quark, weil es nix Gegenständliches gibt, was sich in seiner Ausdehnung nicht ändert, weshalb das mittlerweile auch als irgendeine Wellenlänge festgelegt ist.
Wir messen ja nicht mal Masse, sondern maximal Gewichtskraft, und die schwankt auch. Wirklich "messen" tun wir eigentlich wenig, und noch weniger genau.

Für den Alltag reicht es aber trotzdem ganz komfortabel, obwohl ich (selber kein Naturwissenschaftler) annehme, dass Du (theoretisch) recht hast. Letztlich sind alle Modelle, nicht nur die naturwissenschaftlichen, nur Krücken zum Verständnis der Welt.

 

[Ocular]

Mit einem Trittfrequenzmesser hat das Gerät also sehr wenig zu tun.

Aber das wäre doch eigentlich eine sehr wichtige Größe zur Berechnung der Leistung, oder?

Das müsste doch von der Logik diese Beziehung hier sein.

Kraft = Kraft
Arbeit = Kraft x Weg
Leistung = Arbeit x Zeit oder eben (Kraft x Weg x Zeit)

 

[Schotterfreund]

Fast: Leistung ist Arbeit pro Zeit - Ich hatte mal in einem alten Beitrag Folgendes geschrieben, das kopiere ich jetzt der Einfachheit halber Das ist auch der Grund, warum ein kurbelbasierter Powermeter die Trittfrequenzmessung benötigt und man daher den TF-Sensor quasi "kostenlos" (hüstel) dabei hat.

Kurz und vereinfacht gesprochen: das Ding hat einen sog. Dehnmessstreifen. Der ist auf die Kurbel aufgeklebt und wenn du trittst verformt sich deine Kurbel abhängig von der Kraft die du aufbringst und damit der Dehnmessstreifen. Der Widerstand des Messtreifens verändert sich und das misst die Elektronik. Dummerweise ist das Verhalten des Messstreifens aber inbes. temperaturabhängig, daher ist die Kalibrierung im Ruhezustand (also wenn du aus der Kurbel steigst) nötig, da hiermit das System anhand eines definierten Startwertes genullt wird und man den Wert des Messtreifens richtig interpretien kann. Über diesen Messwert hat man dann also mit ein bisschen Rumrechnen die Kraft.
Leistung ist ja Arbeit pro Zeit, also Kraft * Weg durch Zeit. Nun misst der Powermeter noch deine Trittfrequenz (also Zeit für eine Pedalumdrehung), der Weg ist ja bekannt, weil man weiß wie weit der Sensor vom Drehpunkt der Kurbel weg ist.
Auf diese Art und Weise hast du alle drei Parameter zur Berechnung der Leistung in Watt - voila

 

[manndat]

Aber das wäre doch eigentlich eine sehr wichtige Größe zur Berechnung der Leistung, oder?

Ja, aber ein Leistungsmesser (auf Basis eines DMS) hat mit einem reinen Trittfrequenzsensor (auf Basis eines Hall-Sensors) nichts gemeinsam.

 

[*cl*]

Ja aber auch nein. Die TF wird zwangsweise benötigt, um die Leistung auszugeben. Der R9100P hat aus diesem Grund den klassischen Magnet am Rahmen, ohne den dieser PM keine Leistung ausgeben kann. Andere PMs messen die TF über andere Wege. Das ist auch der Grund, weswegen ein PM (so bei allen meinen Spider- und Pedal-PMs) immer auch die TF mit ausgeben kann.

 

[DaPhreak]

Ja, aber ein Leistungsmesser (auf Basis eines DMS) hat mit einem reinen Trittfrequenzsensor (auf Basis eines Hall-Sensors) nichts gemeinsam.

Doch, mit einem Trittfrequenzsensor hat ein Kurbel-Basierter-PM den (Trommelwirbel) Trittfrequenzsensor gemeinsam (bzw. alle benötigen die Trittfrequenz. Selbst ne Powertap ermittelt die TF irgendwie...).

Ich hatte es eigentlich in meinem ersten Beitrag bereits geschrieben. Muss man halt lesen.

...

Eine Leistungsmessung kombiniert, vereinfacht gesagt, die Trittfrequenz mit der über Dehnungsmessstreifen ermittelten Kraft.

Es ist schon alles gesagt, nur noch nicht von allen (Karl Valentin).

 

[PiratPilot]

Bei dieser „Consumer-Messtechnik“ fehlt die Betrachtung der Messunsicherheit. Der Temperatureinfluss auf DMS (und die dazugehörige Wheatstonesche Messbrücke als Elektronik) wurde schon genannt. Die Spannunsversorgung muss stabil und konstant sein. Darum muss man so ein System eigentlich regelmäßig (gegen eine definierte Kraft) kalibrieren. Bei SRM wurde das jährlich empfohlen, glaube ich.

 

[Alpenmonster]

Aber das wäre doch eigentlich eine sehr wichtige Größe zur Berechnung der Leistung, oder?

Ohne Trittfrequenz lässt sich aus den hier von anderen bereits angeführten Gründen die Leistung mit diesen Systemen nicht ermitteln. Die Leistungsmessung ist aber (wie hier nun doch auch schon recht ausführlich dargelegt) weit komplexer als die simple Ermittlung der Trittfrequenz - das auf dem Mäusekino zu haben, war schon seit 20 Jahren für jeden erschwinglich, ganz im Gegensatz zur Leistungsmessung eben. Bei einem Leistungsmesser ist die auch angezeigte Trittfrequenz eben nur ein willkommenes Abfallprodukt.

 

[Alpenmonster]

Doch, mit einem Trittfrequenzsensor hat ein Kurbel-Basierter-PM den (Trommelwirbel) Trittfrequenzsensor gemeinsam (bzw. alle benötigen die Trittfrequenz. Selbst ne Powertap ermittelt die TF irgendwie...).

Bist Du Dir da sicher? Da sitzt die ganze Elektronik inkl. der Dehmessstreifen doch in der Nabe und somit dürfte die TF zur Ermittlung der Leistung hier unerheblich sein (kommt doch dann eher darauf an, wie schnell sich das Laufrad dreht). Oder habe ich da jetzt irgendwo einen Denkfehler drin?

 

[DaPhreak]

Bist Du Dir da sicher? Da sitzt die ganze Elektronik inkl. der Dehmessstreifen doch in der Nabe und somit dürfte die TF zur Ermittlung der Leistung hier unerheblich sein (kommt doch dann eher darauf an, wie schnell sich das Laufrad dreht). Oder habe ich da jetzt irgendwo einen Denkfehler drin?

Da bin ich mir realativ sicher, weil ich, neben einigen Kurbel-basierten PMs, auch zwei dieser Naben besitze.

Wenn ich los fahre, wird nach kurzer Zeit am Garmin die TF angezeigt.
Die scheint auch mit dem zu korrelieren, was ich gefühlt trete.

Allerdings kann das natürlich nur indirekt passieren. Ob dieser Wert tatsächlich in die Leistungsberechnung einfließt, weiß (bzw. glaube) ich nicht.
Powertap wird für die Leistungsberechnung wohl eher direkt die Drehzahl des Hinterrades verwenden.

 

[BergHügi]

Ich denke eine PowerTap-Nabe ermittelt die Trittfrequenz aus der zeitlichen Schwankung der Kraft / des Drehmoments während einer Pedalumdrehung. Die PT Trittfrequenzbestimmung ist fehleranfällig. Die Trittfrequenz ist bei einer PT-Nabe nur ein Gimmik, für die Leistungsmessung wird die Radumdrehung relativ genau gemessen. Fein an einer PT-Nabe ist, dass sie zeitsynchron zur Leistungsmessung eine Geschwindigkeitsmessung (bei korrektem Radumfang) liefert.

 

[manndat]

Doch, mit einem Trittfrequenzsensor hat ein Kurbel-Basierter-PM den (Trommelwirbel) Trittfrequenzsensor gemeinsam (bzw. alle benötigen die Trittfrequenz. Selbst ne Powertap ermittelt die TF irgendwie...).

Äh, ja, es gibt Powermeter, die brauchen einen extraTrittfrequenzsensor – natürlich funktioniert der wie ein normaler, standalone Trittfrequenzsensor, weil es einer ist (Shimano und Pioneer brauchen einen Magneten, der auf die Kettenstrebe geklebt wird).

Powermeter im Kurbelarm (Stages, 4iiii) und Powermeter im Kurbel-Spider (Power2Max, SRM, Quarq usw.) brauchen keinen Trittfrequenzsensor (Hall-Sensor).

 

[Alpenmonster]

Ich denke eine PowerTap-Nabe ermittelt die Trittfrequenz aus der zeitlichen Schwankung der Kraft / des Drehmoments während einer Pedalumdrehung. Die PT Trittfrequenzbestimmung ist fehleranfällig. Die Trittfrequenz ist bei einer PT-Nabe nur ein Gimmik, für die Leistungsmessung wird die Radumdrehung relativ genau gemessen. Fein an einer PT-Nabe ist, dass sie zeitsynchron zur Leistungsmessung eine Geschwindigkeitsmessung (bei korrektem Radumfang) liefert.

Ok, das klingt für mich schlüssig.

 

[DaPhreak]

Äh, ja, es gibt Powermeter, die brauchen einen extraTrittfrequenzsensor – natürlich funktioniert der wie ein normaler, standalone Trittfrequenzsensor, weil es einer ist (Shimano und Pioneer brauchen einen Magneten, der auf die Kettenstrebe geklebt wird).

Powermeter im Kurbelarm (Stages, 4iiii) und Powermeter im Kurbel-Spider (Power2Max, SRM, Quarq usw.) brauchen keinen Trittfrequenzsensor (Hall-Sensor).

Du schreibst Unsinn.

Definiere erst mal "Trittfrequenzsensor".

Es gibt halt verschiedene Möglichkeiten, wie so ein Sensor aufgebaut sein kann.

Hall-Sensor, also klassisch mit positioniertem Permanent-Magneten.
Dann z.B. Sensoren, die mit Quecksilber arbeiten (ich glaube Power2Max usw.).
Und evtl. noch andere.

Aber sie sind alles natürlich Sensoren, mit denen die "Drehzahl" ermittelt wird.
In dem Fall nennt man das dann "Trittfrequenz".

 

[Schotterfreund]

Der R9100P hat aus diesem Grund den klassischen Magnet am Rahmen, ohne den dieser PM keine Leistung ausgeben kann.

Wow, das wusste ich gar nicht, dass der noch einen Magneten hat. Und das für so viel Geld, das ist ja beinahe schon frech, dass die nicht einfach einen Gyro-Sensor drin haben.
Aber der 9100P hat ja auch schon viel Haue bekommen, dass der aufgrund der Kurbelkonstruktion technisch gar nicht exakt messen kann, weil die Kurbelkonstruktion ursprünglich wohl nicht auf Powermessung ausgelegt war...