مقياس طاقة الدراجة

مقياس طاقة الدراجة هو جهاز مثبت على الدراجة لقياس الطاقة التي يبذلها الراكب. تستخدم معظم مقاييس طاقة الدراجات مقاييس الإجهاد لقياس عزم الدوران المطبق، وعند دمجها مع السرعة الزاوية، يتم حساب الطاقة. ^{[ 1 ]}

تم تكييف هذه التقنية لرياضة ركوب الدراجات في أواخر ثمانينيات القرن الماضي، وجُرِّبت في سباقات الدراجات الاحترافية، مثل: النموذج الأولي Power Pacer ( فريق ستروبيري )، وجهاز SRM الذي استخدمه جريج ليموند . يتوفر هذا النوع من أجهزة قياس الطاقة تجاريًا منذ عام ١٩٨٩. ويزداد الإقبال على التدريب باستخدام أجهزة قياس الطاقة.

تُرسل أجهزة قياس الطاقة البيانات لاسلكيًا بشكل عام، ويمكن ربطها بجهاز كمبيوتر الدراجة أو الهاتف الذكي أو الساعة الذكية . وبفضل توفيرها تغذية راجعة فورية للرياضي، وإتاحة تحليل أكثر دقة للرحلات، تُعد أجهزة قياس الطاقة أداة مفيدة للتدريب.

تستخدم أجهزة قياس الطاقة القديمة للدراجات مجموعة من الأسلاك لنقل معلومات الطاقة إلى جهاز كمبيوتر مثبت على الدراجة؛ ويعاني هذا النظام من عيب خطير يتمثل في وجود كابلات كهربائية دقيقة ممتدة على طول الدراجة، مما يصعب تنظيفها، بالإضافة إلى استخدام عدد كبير من المثبتات لتثبيتها. مع ذلك، ومنذ عام 2009، هناك توجه عام نحو الأنظمة اللاسلكية. تنقل أجهزة قياس الطاقة البيانات عادةً عبر بروتوكولات ANT+ أو Bluetooth منخفضة الطاقة ، ويمكن ربطها بأجهزة كمبيوتر الدراجات القياسية التي تعرض معلومات حول الطاقة التي يولدها الراكب.

توفر أجهزة قياس الطاقة قياسًا موضوعيًا للناتج الفعلي، مما يسمح بتتبع التقدم التدريبي بسهولة بالغة، وهو أمر يصعب تحقيقه عند استخدام جهاز مراقبة معدل ضربات القلب وحده، على سبيل المثال. غالبًا ما يتدرب راكبو الدراجات بشدات مختلفة تبعًا للتكيفات التي يسعون إليها. ومن الممارسات الشائعة استخدام نطاقات شدة مختلفة. عند التدريب باستخدام قياس الطاقة، تُحسب هذه النطاقات عادةً من ناتج الطاقة المقابل لما يُسمى عتبة اللاكتات أو الحد الأقصى للطاقة الهوائية.

توفر أجهزة قياس الطاقة تغذية راجعة فورية للراكب حول أدائه وتقيس ناتجه الفعلي؛ بينما تقيس أجهزة مراقبة معدل ضربات القلب التأثير الفسيولوجي للجهد، وبالتالي تتزايد تدريجيًا. وهكذا، يمكن للرياضي الذي يؤدي تدريبًا متقطعًا باستخدام جهاز قياس الطاقة أن يرى فورًا أنه ينتج 300 واط، على سبيل المثال، بدلًا من انتظار ارتفاع معدل ضربات قلبه إلى مستوى معين. إضافةً إلى ذلك، تقيس أجهزة قياس الطاقة القوة التي تحرك الدراجة للأمام مضروبة في السرعة، وهو الهدف المنشود. وهذا له ميزتان هامّتان مقارنةً بأجهزة مراقبة معدل ضربات القلب: 1) قد يظل معدل ضربات قلب الرياضي ثابتًا خلال فترة التدريب، ومع ذلك يتناقص ناتج طاقته، وهو ما لا يمكنه اكتشافه باستخدام جهاز مراقبة معدل ضربات القلب؛ 2) في حين أن الرياضي غير المرتاح أو الذي لا يشعر بحالة جيدة تمامًا قد يتدرب بمعدل ضربات قلبه الطبيعي، فمن غير المرجح أن ينتج طاقته الطبيعية - لن يكشف جهاز مراقبة معدل ضربات القلب عن ذلك، بينما سيكشفه جهاز قياس الطاقة. علاوة على ذلك، تُمكّن أجهزة قياس الطاقة الدراجين من تجربة الإيقاع وتقييم تأثيره بالنسبة للسرعة ومعدل ضربات القلب.

تُشجع أجهزة قياس الطاقة راكبي الدراجات على التفكير في جميع جوانب هذه الرياضة من منظور الطاقة، لأن الطاقة المُخرجة تُعدّ رابطًا كميًا أساسيًا بين اللياقة البدنية والسرعة المُمكنة في ظل ظروف مُعينة. يُمكن ربط الحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين (VO2 max) لراكب الدراجة ₍ كمؤشر للياقة البدنية) ارتباطًا وثيقًا بالطاقة المُخرجة باستخدام مبادئ الكيمياء الحيوية، بينما يُمكن استخدام الطاقة المُخرجة كمعيار في نماذج الطاقة والسرعة القائمة على قوانين نيوتن للحركة ، مما يُتيح تقدير السرعة بدقة. ^{[ 2 ]} وقد أدى التطبيق المُشترك لأجهزة قياس الطاقة ونماذج الطاقة إلى إجراء تحليلات علمية مُتزايدة لبيئات الركوب والخصائص الفيزيائية لراكب الدراجة، ولا سيما مقاومة الهواء.

تستخدم معظم أجهزة قياس الطاقة للدراجات الهوائية مقاييس الإجهاد لقياس عزم الدوران ، وعند دمجها مع السرعة الزاوية، يتم حساب الطاقة. تُركّب أجهزة قياس الطاقة التي تستخدم مقاييس الإجهاد في المحور المركزي ، أو المحور الخلفي ، أو مجموعة التروس . بعض الأجهزة الأحدث لا تستخدم مقاييس الإجهاد، بل تقيس الطاقة من خلال وحدات مثبتة على المقود، وتعتمد على مبادئ قانون نيوتن الثالث ، حيث تقيس القوى المعاكسة للدراج (الجاذبية، ومقاومة الهواء، والقصور الذاتي، ومقاومة التدحرج) وتدمجها مع السرعة لتحديد ناتج الطاقة للدراج.

ذراع تدوير أو عنكبوت

تقيس أجهزة قياس الطاقة المثبتة على ذراع التدوير أو ذراع التدوير العزم المطبق على الدواستين باستخدام مقياس إجهاد مثبت داخل ذراع التدوير أو ذراع التدوير. ويتم حساب الطاقة من خلال قياس انحراف مقياس الإجهاد وسرعة الدوران . في حين أن معظم أجهزة قياس الطاقة المثبتة على ذراع التدوير تقيس الطاقة الناتجة عن ساق واحدة فقط أو تحتاج إلى مستشعر ثانٍ لقياس الطاقة الناتجة عن كلتا الساقين، فإن أجهزة قياس الطاقة المثبتة على ذراع التدوير تقيس دائمًا إجمالي الطاقة الناتجة عن كلتا الساقين.

تتطلب هذه الوحدات أذرع تدوير أو مجموعات أذرع تدوير محددة، ولكن يمكن أن يكون تبديلها بين الدراجات أمرًا بسيطًا نسبيًا، اعتمادًا على التوافق.

الدواسات

يمكن وضع أجهزة قياس الطاقة المثبتة على الدواسات إما في محور الدواسة أو في جسمها. يقيس هذا النوع من أجهزة قياس الطاقة قوة الدراج بدقة في موضع تطبيقها، سواءً عبر إحدى الدواستين أو كلتيهما. توفر أجهزة قياس الطاقة المزودة بمستشعرات على كلتا الدواستين قياسًا ثنائيًا حقيقيًا للطاقة، أي بيانات الطاقة التي يتم جمعها بشكل منفصل من كلتا الساقين. تُعد هذه الميزة مفيدة لملاحظة وتصحيح الفروقات المؤثرة على الأداء بين الساقين.

دواسات قياس الطاقة سهلة التركيب والتبديل بين الدراجات.

المحور السفلي

تعتمد مقاييس الطاقة في المحور المركزي على الانحراف الالتوائي في عمود المحور المركزي. ويتم ذلك من خلال وجود قرص مثقوب في كل طرف من أطراف العمود. تُكتشف هذه الثقوب باستخدام مستشعرات كهروضوئية لا تلامسية، والتي ترصد لحظة تطبيق عزم الدوران على الدواسة اليسرى ثم مضاعفته. تُرسل البيانات رقميًا إلى وحدة كمبيوتر مثبتة على المقود .

يصعب استبدال هذه الوحدات وتتطلب وحدة دعامة سفلية مختلفة لكل دراجة.

المحور الحر

يستخدم مقياس الطاقة في المحور الحر نفس مقاييس الإجهاد الموجودة في مقاييس الطاقة المثبتة على ذراع التدوير، ولكنه يقع في محور العجلة الخلفية ويقيس الطاقة عند العجلة الخلفية. ستكون الطاقة المقاسة بواسطة مقياس الطاقة في المحور الحر أقل قليلاً من الطاقة المقاسة بواسطة مقياس الطاقة المثبت على ذراع التدوير، وذلك بسبب فقد الطاقة في السلسلة والدواسات وقاعدة الدواسة. ولأن مقاييس الطاقة في المحور الحر مدمجة في العجلة الخلفية، فمن السهل استبدالها بين الدراجات طالما كانت العجلات متوافقة.

عداد الطاقة المركزي

• موزع الطاقة

مقياس طاقة يعمل بالدواسة

• فافيرو أسيوما
• Favero bePRO
• جارمن فيكتور، رالي
• الحدود
• ينظر
• قوة بولار/لوك
• دواسات باورتاب
• Wahoo Speedplay POWRLINK zero

مقياس طاقة قائم على العنكبوت

• SRM
• باور تو ماكس
• كوارك دزيرو داب
• SRAM AXS
• صندوق الطاقة FSA
• XCadey XPOWER-S، 2XPOWER
• الذخائر المتروكة سيجي
• كرودر إس-باور
• ماجين بي إي إس بي 505/بي 515

مقياس طاقة يعمل بالكرنك

• Avio PowerSense
• فريق وات تيم باوربيت
• سلسلة باورتاب
• مراحل (ذراع الكرنك)
• 4iiii Precision, Podiiiium (ذراع الكرنك)
• قوة الرواد
• فيرف إيبفو كرانك
• الدوار
• ماجين P325، ريدج ثنائي
• سيجي دي إل إس، أكس باور
• إكس كادي إكس باور
• InPeak PowerCrank
• جاينت باور برو

مقياس طاقة القدم

• RPM2

مقياس قوة القوة المعارضة

• يقيس جهاز PowerPod الطاقة عن طريق مقاومة الرياح ومقاييس التسارع ، ولا يتم تركيبه على مجموعة نقل الحركة ^{[ 3 ].}

• أداء الدراجة
• إيقاع
• حاسوب حلقي
• مخطط ركوب الدراجات

• أحذية ركوب الدراجات
• كتاب: التدريب والسباق باستخدام مقياس الطاقة، الطبعة الثانية.
• دليل شراء عدادات الطاقة DC Rainmaker - إصدار 2016
• أنهالت، توم (12 يناير 2013). "ما قصة تلك الخواتم الغريبة...؟" .
• سوليفان، مارك (3 أكتوبر 2014). "مقاييس طاقة ذراع التدوير للدراجات الهوائية وسلاسل التروس المستديرة وغير المستديرة" .
• أبيس، سي.؛ كود، إم.؛ ليفين، جي.؛ مارتن، دي.؛ لورسن، بي. (2009). "دقة جهاز قياس الجهد فيلوترون ومقياس الطاقة إس آر إم". المجلة الدولية للطب الرياضي . 30 (2): 107-112 . doi : 10.1055/s-0028-1103285 . PMID 19177315 . 
• كولين، ل.؛ أندرو، ك.؛ لير، ك.؛ ويدجر، م.؛ تيمسون، ب. (2008). "كفاءة راكبي الدراجات المدربين باستخدام حلقات السلسلة الدائرية وغير الدائرية". المجلة الدولية للطب الرياضي . 13 (3): 264-269 . doi : 10.1055/s-2007-1021264 . PMID 1601563 . 
• هوبكر، ج.؛ مايرز، س.؛ جوبسون، س.أ.؛ بروس، و.؛ باسفيلد، ل. (2010). "صحة وموثوقية جهاز قياس الجهد البدني للدراجات Wattbike" (ملف PDF) . المجلة الدولية للطب الرياضي . 31 (10): 731-736 . doi : 10.1055/s-0030-1261968 . PMID 20665423 . 
• دريس، طارق؛ فانديفال، هنري (2013). "قياس أقصى قدرة إنتاجية (لاهوائية) على جهاز قياس الجهد البدني: مراجعة نقدية" . مجلة البحوث الطبية الحيوية الدولية . 2013 589361. doi : 10.1155/2013/589361 . PMC 3773392. PMID 24073413 .  
• بيني، رودريجو ريكو؛ داجنيزي، فريدريكو (2012). "سلاسل سلاسل غير دائرية وواجهة دواسة للكرنك في ركوب الدراجات: مراجعة للأدبيات" (PDF) . Revista Brasileira de Cineantropometria e Desempenho Humano . 14 (4): 470– 82. دوى : 10.5007 / 1980-0037.2012v14n4p470 .
• ستروتزنبرغر، غيردا؛ وونش، توبياس؛ كرول، جوزيف؛ داستل، جاكلين؛ شفاميدر، هيرمان (2014). "تأثير شكل ترس السلسلة على قوة المفاصل أثناء ركوب الدراجات بأحمال عمل وسرعات مختلفة". ميكانيكا الرياضة الحيوية . 13 (2): 97-108 . doi : 10.1080/14763141.2014.908946 . PMID 25122995. S2CID 812286 .