Cyklopočítače PowerTap - další systém pro měření výkonu

21.02.2007

Ačkoliv přístroje na sledování Wattového výkonu mají za sebou už téměř desetiletou historii, i přes jejich nespornou užitnou hodnotu dochází k jejich rozšíření až v posledních letech. Tato skutečnost je dána zejména vývojem ohledně cen přístroje (použitelný snímač Wattového výkonu nyní začíná na úrovni 20tis.Kč), zaručené přesnosti měření, spolehlivosti a přijatelné hmotnosti. Tento článek není rozborem předností tréninku s Wattmetry, ale slouží k zevrubnému představení jednoho z celosvětově nejrozšířenějších - systému PowerTap, který pro svou značku CycleOps vyrábí americká firma Saris.

Vznik a historie systému PowerTap

PowerTap vynalezl a patentoval dnes již zapomenutý chlápek z jedné výzkumné laboratoře v USA, od které koupil v r.2001 patent pan Chris Fortune, majitel americké společnosti Saris Group (www.saris.com). Ten jej začlenil do své divize CycleOps (www.CycleOps.com), zabývající se profesionálními prostředky pro trénink cyklistů. Náboj byl mechanicky kompletně přepracován a uveden na trh. Již v roce 2002 s ním Dede Demet zvítězil na Světovém poháru na silnici v Montrealu. Nyní existuje již čtvrtá evoluční řada měřičů PowerTap, která se v podání PowerTap SL 2.4 pyšní špičkovou přesností a plně digitálním kódovaným přenosem všech kanálů. V současnosti se jedná o jediný bezdrátový snímač na trhu.

Princip měření

Systém PowerTap využívá tenzometrický princip měření zkrutu zadního náboje. I velmi nepatrná výchylka proti rovnovážné poloze v těle náboje je zaznamenána přesným tenzometrickým můstkem (vodivost můstku je úměrná zkrutu a tedy i síle působící na náboj) a tak umožňuje získat přímo sílu a kroutící moment přenášený sportovcem na náboj zadního kola. Po vynásobení síly počtem otáček kola po definované dráze je možné získat i potřebný Wattový výkon. Výkon se měří elektronicky 60x za vteřinu a poté se bezdrátově přenáší do přijímače umístěného na zadní vidlici, odkud po drátu putuje do cyklopočítače na řidítkách. Princip měření v zadním náboji s sebou nese jednu výraznou výhodu - kromě údaje o Wattáži umožňuje získat i rychlost jízdy, kadenci klik (počtem mrtvých bodů průběhu záběru) a ostatní odvozené veličiny. Není třeba dalších senzorů a drátů - vše se změří rovnou v náboji. To má samozřejmě vliv i na snadnost montáže systému a jeho provozní spolehlivost. U nejvyšší řady PowerTap SL 2.4 je signál z náboje dokonce přenášen z náboje rovnou do cyklopočítače, odpadá tedy přijímač na zadní stavbě rámu a veškerá kabeláž. Montáž systému se sestává pouze v upnutí zadního kola rychloupínákem do rámu a uchycení objímky cyklopočítače na představec byciklu.

Provedení systémů PowerTap

Všechny současné verze systému PowerTap (SL 2.4, SL, PRO, Standard) pracují na stejném principu tenzometrického měření v zadním náboji a vyznačují se vynikající přesností měření +/- 1,5% a co je asi ještě podstatnější, prakticky nulovým driftem (změna hodnot působením vnějších vlivů jako teplota, tlak apod.) a možností kalibrace přístroje přímo za jízdy.

Zapouzdření měřiče v náboji s sebou nese vynikající odolnost proti vnějším vlivům. Hmotnost náboje v provedení SL a SL 2.4 činí 416gr., v provedení PRO a Standard pak 576gr. Jinými slovy "závodní varianta" PowerTap SL oproti nejlehčímu současnému klasickému zadnímu náboji přidává na hmotnosti cca 185gr. (např. zadní náboj Campagnolo Record váží 231gr.), což je pro "gramaře" určitě přijatelná zpráva. Navíc se jedná o tzv."mrtvou váhu", která má minimální moment setrvačnosti a nijak se tedy neprojeví v akceleraci zadního kola. Je třeba si také uvědomit, že již není třeba na kolo instalovat jiné senzory, ani žádnou kabeláž, takže váhový rozdíl je v praxi ještě menší (např.bezdrátové senzory kadence a rychlosti fi. Polar znamenají dohromady 50 gr.).

Napájení náboje zajišťuje v případě provedení SL dvojice miniaturních "knoflíkových" článků typu 357, které mají výdrž zhruba 300 hodin (při průměrné délce švihu 3 hodiny a 5ti tréninků týdně za týden vydrží tedy baterie v náboji cca 1 roku). Ve verzi PowerTap PRO jsou dva miniaturní články typu N1, které vydrží zhruba 1000 hodin (tj.více než rok). Slabé baterie v náboji jsou indikovány blikajícím majáčkem přímo na displeji cyklopočítače s dostatečným předstihem (zhruba 20 hodin před koncem životnosti baterie). Cena článků v náboji je pár desetikorun a jejich výměna je i pro laika otázkou několika minut.

Cyklopočítač i pás snímače srdečního tepu jsou napájeny běžným "hodinkovým" článkem velikosti pětikorunové mince typu CR2032. Jejich výdrž je zhruba 200 hodin a výměna baterie v pásu i počítači trvá několik sekund. Hodnota ODO km a další nastavení cyklopočítače je při výměně baterií zachováno.

Celý systém byl konstruován tak, aby nároky na jeho údržbu a režii spojenou s jeho používáním byly minimální. Systém není třeba nijak dobíjet a v akčním stavu vydrží dlouhé měsíce. Výměna baterií je velmi triviální, kalibrace je otázkou několika vteřin. Špičková přesnost měření je zaručena i při velkých výkyvech okolní teploty a změnách vlhkosti a nijak nezávisí na provedení instalace systému (jak je tomu u některých konkurenčních systémů). Navíc tím, že jsou všechny údaje snímané v náboji a data jsou vedena buď zcela bezdrátově nebo nanejvýš jedním drátem, je zcela nebo velmi významně eliminována možnost přerušení spoje či kontaktu, jako nejčastějšího zdroje problémů běžných cyklopočítačů. Konkurenční systémy mají o jeden, dva, nebo dokonce tři drátové propojení na kole více, což i když pomineme estetickou stránku věci nutně vede k možné zranitelnosti celého systému.

Materiál, ložiska a provedení

To v čem se jednotlivé typy měřících nábojů PowerTap liší není princip záznamu ani přesnost snímače výkonu, ale zejména materiál, ložiska a provedení. Špičková varianta PowerTap SL kombinuje karbon a lehké slitiny hliníku s průmyslovými ložisky, levnější varianta PRO a Standard pak ocelový náboj s běžnými kuličkami na kónusech. Obě varianty však umožňují výměnu a opravu jak ložisek, tak volnoběžných unašečů.

Zadní náboje PowerTap se vyrábějí v provedení pro 24, 28 a 32 drátů. V provedení pro pastorky Campagnolo či Shimano. Verze PRO a Standard existují pouze v provedení Shimano, přičemž majitelé řazení Campagnolo si mohou pořídit přímo od fi.CycleOps desetikolečko Shimano s roztečí pastorků dle normy Campagnolo.

Instalace systému

Volba výpletu

Instalace sytému PowerTap začíná u volby ráfku a výpletu. Zapletení kola je možno provést "svépomocí", či zvolit výrobu setu přímo u některého z renomovaných výrobců. V současné době nabízejí zapletení PowerTap setu mimo jiné firmy Zipp, Bontrager, HED a DT-Swiss. V české republice je možné se ponejvíce setkat s provedením DT-Swiss (ráfek RR 1.1, ploché dráty DT Aero Speed).

CycleOps vyrábí i přední náboje a je tak možno sestavit velmi slušivý set kol na průmyslových ložiscích s karbonovými okénky jak na zadním, tak i předním náboji. Za příplatek necelých 3 tisíc Kč tak distributor PowerTap nabízí kompletní zadní kolo ve špičkové výbavě DT Swiss včetně plochých drátů a za necelých 6 tisíc Kč pak vlastně celý závodní set kol. Zdánlivá nevýhoda systému - nutná výměna zadního kola, se tak může stát vítanou možností jak se vybavit špičkovým materiálem v podobě závodních kol za zlomek jejich běžné ceny. Výhodou je pak i možnost jejich snadné opravitelnosti za zlomek ceny obvykle vynaložené při opravách zapletených setů. Jediný pár kol je pak bez obav možné využít jak na tréninkové tak i závodní účely bez obav z jejich případné destrukce a následné drahé a složité opravy.

Vlastní instalace Systém PowerTap se sestává z těchto základních částí:

Zadní náboj, dodávaný většinou již v podobě zapleteného kola -
Cyklopočítač
Pás snímače srdečního tepu
Přijímač signálu od zadního náboje s kabelem k cyklopočítači (tento není třeba v případě plně bezdrátové jednotky PowerTap SL 2.4)

Instalace systému na bicykl je triviální. U bezdátové varianty PowerTap SL 2.4 jde o běžné upnutí zadního kola rychloupínákem do zadní stavby rámu, připevnění držáku cyklopočítače dvěma pásky na řidítka či představec a jednoduché zacvaknutí cyklopočítače do držáku. To je vše.

Instalace "drátové varianty" se prakticky se neliší od instalace běžného drátového snímače rychlosti s magnetem. Jediný rozdíl je v tom, že senzor přijímače je nutno umístit namísto v blízkosti rotujícího magnetu v blízkosti zadního náboje. Žádné další snímače (rychlosti, kadence apod.) a související kabeláže nejsou třeba.

Cyklopočítač a jeho nastavení

Zobrazovací jednotka systému PowerTap není něčím nepřirozeně nadrozměrným nebo robustním, spíše naopak. Váží pouhých 72 gramů včetně baterie a svou subtilností připomíná běžný měřič rychlosti. Displej je třířádkový a umožňuje zobrazovat současně 3 libovolné údaje (např. typicky Watty, TF, kadenci) plus číslo úseku (intervalu). Displej je zhruba o 50% větší než displej populární řady Polar S725, při zhruba stejné hmotnosti zobrazovací jednotky. Velikost čísel je cca 1cm a jsou ve srovnání s běžným počítačem na kolo velmi dobře čitelné. Zobrazovací jednotku je možno připevnit buď klasicky na řidítka, nebo na představec.

Interval záznamu lze nastavit v rozmezí 1-30 sec čemuž odpovídá kapacita záznamu od 7,5 do 180 hod. U varianty SL 2.4 je pak kapacita záznamu dvojnásobná. Rychlost změn na displeji je možno zvolit v hodnotách 1 , 2, 3, 5, 10, 30 sec (jedná se vlastně o délku průměrování hodnot). Toto je obzvlášť důležité u Wattů, kdy některé jezdce znervózňuje, že systém zaregistruje každou odchylku v intenzitě šlapání a při krátkém průměrování jim Watty "lítají" nahoru a dolů, takže prakticky neví kolik momentálně jedou.

U bezdrátové verze SL 2.4 je třeba před první jízdou spárovat zobrazovací jednotku se zadním nábojem a snímačem srdečního tepu. Díky tomu pak nemůže dojít k rušení od jiných jezdců z pelotonu, které je samozřejmě nežádoucí a zkresluje snímané hodnoty.

Použití

Jízda, ovládání

Cyklopočítač není třeba před jízdou nijak nastavovat či spouštět záznam - stačí ho libovolným tlačítkem "probudit" a vyrazit. Platí jednoduché - pokud jezdec jede, vše se zaznamenává, pokud jezdec stojí, počítač stojí (zaznamená se pouze kdy se jezdec zastavil a kdy se zase rozjel). Dokonce není třeba ani oddělovat jednotlivé záznamy (například když zaznamenávám trénink druhý den). Software při vyhodnocení totiž pozná, že nastal nový den a že se tedy jedná o nový trénink. Neboli - nedochází k nechtěné ztrátě dat (např. když zapomenu spusit záznam, když zastavím na občerstvení a zapomenu vypnout a zapnout záznam, apod.). Při delší zastávce je možno zobrazovací jednotku jedním pohybem vyjmout z držáku a dát například do kapsy, přičemž není třeba se obávat, že delší zastávkou "vyrobíte" nežádoucí novou tréninkovou jednotku. Jeho inteligence velí, že o novou jednotku se jedná až pokud je přerušení delší než 2hodiny.

Cyklopočítač je možno samozřejmě využít i při jiných aktivitách (běh, spinning, apod.), přičemž může sloužit jako pouhý snímač tepu a pomocí speciálního příslušenství u verze SL 2.4 i jako bezdrátové čidlo kadence.

Zobrazovací jednotka se ovládá pouhými dvěma tlačítky. Ovládání je zcela intuitivní a manuál k dosažení požadované funkce není třeba (na rozdíl od jinak vynikajících měřičů tepu fi.Polar).

Intervaly

Jednotka umožňuje zaznamenat nekonečný počet tréninkových intervalů, přičemž hodnoty z posledních devíti intervalů jsou jednoduše zobrazitelné přímo na displeji cyklopočítače včetně čísla intervalu, jeho čistého času, maximálních a průměrných hodnot během něj. Číslo intervalu tvoří na displeji samostatný čtvrtý údaj a k vyvolání funce intervalu stačí krátce stisknout obě tlačítka zobrazovací jednotky.

Nulování hodnot

Je opět velmi triviální (tentokrát až nebezpečně). Postačí delším stiskem obou tlačítek vyvolat funkci "CLR". Žádné hledání v zanořeném menu se nekoná, na druhou stranu si svou nepozorností můžete smazat omylem cenná data.

Cyklopočítač PowerTap neumožňuje záznam nadmořské výšky. Částečným ospravedlněním této skutečnosti je fakt, že nastoupané metry lze poměrně úspěšně nahradit výkonovými ukazateli a ze záznamu výkonu, kadence a rychlosti je poměrně dobře patrné,kdy se jelo do kopce a kdy ne. Faktem však zůstává, že stanovení výškového profilu trati systémem PowerTap není možné.

Vyhodnocení jízd

Systém PowerTap umožňuje na rozdíl od jiných systémů měřit výkon celého cyklisty (tedy levé i pravé nohy) a hodnoty zaznamenaných výkonů jsou tedy kdykoliv snadno porovnatelné se sebou samým i s kýmkoliv na světě (viz. např. tabulka výkonnosti cyklistů ) i v případě výkonových disbalancí jedné či druhé nohy. Je úplně lhostejné, zdali nesouměrnost jezdce tvoří jednotky či desítky procent a jak se mění v čase díky únavě, změně stylu jízdy, vývoji závodu. Vždy získáte relevantní hodnoty, které s přesností 1,5% jasně hovoří o momentální výkonnosti jezdce.

Interface a přenos dat

Pro přehrání paměti cyklopočítače do stolního počítače slouží propojovací kabel, který je na straně jedné vybaven USB nebo sériovým rozhraním a na straně druhé objímkou pro zacvaknutí zobrazovací jednotky. Přenos tréninkové jednotky do PC trvá řádově desítky sekund.

Software

Součástí dodávky systému PowerTap je vyhodnocovací software POWER Agent 7.0, a to v několika světových jazycích, bohužel nikoliv v češtině. Tento software je volně ke stažení a je průběžně aktualizován na stránkách výrobce (viz. http://www.saris.com/p-263-power-agent-7.aspx). Může být instalován na libovolný počet počítačů a umožňuje vést záznamy pro libovolný počet sportovců. Jeho rozbor by zabral na samostatnou recenzi, zde se tedy spokojíme s konstatováním, že umožňuje základní práci se záznamy a rozbory tepových a výkonových křivek pro libovolný počet definovaných sportovců, podrobnou analýzu tréninků a intervalů, včetně stanovení výkonových maxim, kritických výkonů apod. Software je kompatibilní s platformami Windows, Linux a Mac.

Technické údaje