Power2Max Leistungssensor mit Hausmitteln überprüfen

Trainingsrennrad mit Power2Max Sensor und angehängten Prüfgewichten

Der seit Ende 2010 verfügbare Power2Max Sensor wird vom Hersteller vor der Auslieferung abschließend kalibriert. Dieser Wert wird auch auf jedem dem Sensor beiliegenden Prüfzertifikat exakt angegeben. Da dieser Kalibrierungswert ein maßgeblichen Einfluss auf die Messgenauigkeit hat, kann man diesen von Zeit zu Zeit kontrollieren. Ein Einschicken zum Hersteller kann man sich mit ein bisschen Bastelei und den nötigen Prüfgewichten ersparen. Im Folgenden findet Ihr eine Anleitung zur eigenständigen Bestimmung der Steigung und auch eine Excel Vorlage, so dass Ihr nur noch die “abgelesenen” Werte eintragen müsst.

Vorab zunächst einmal ein paar Punkte, damit man die Messwerte abschließend besser beurteilen kann. Das manuelle Prüfverfahren hat leider einige Nachteile. Deshalb eignet es sich zum Nachprüfen des Sensors, aber ist im Vergleich zu den Möglichkeiten des Herstellers nicht zum genaueren Erfassen des Steigungswertes. Aus diesem Grund gibt es vom Nutzer auch keine Möglichkeit, den im Sensor hinterlegten Steigungswert zu verändern.

 

Genauigkeit der Prüfgewichte

Achtung!Die als Prüfgewichte herangezogenen „Hantelscheiben“ sind meist Fertigungstoleranzen von bis zu -5% unterworfen. So kann eine vermeintliche 10kg Hantelscheibe durchaus 9,480kg und somit gut 5,2% weniger als angegeben wiegen. Daher ist es wichtig die Gewichtsangabe mit einer ausreichend genauen Waage (z.B. auf einem Postamt) zu kontrollieren und diese deutlich genaueren Werten später in der Rechnung zu verwenden.

Güte des verwendeten Innenlagers

Achtung!Da jedes Innenlager nicht reibungsfrei gelagert ist, wird ein Teil der auf die Kurbelarme wirkenden Kräfte am Sensor „vorbei“ geführt. Bildlich kann es sich der nicht so mit der Mechanik oder Statik vertraute Leser so vorstellen, dass er auf der Waage steht und sich dabei mit einer Hand abstützt. Laut Aussage des Herstellers Saxonar, haben hochwertig gefertigte Innenlager einen Einfluss von ca. -0,5% Prozent und qualitativ durchschnittliche Innenlager mit einigen tausend Betriebskilometern einen Einfluss zwischen 1-1,5%. Verschlissene oder ausgeschlagene Lager können bis zwischen 2-3% "verlieren".

Temperaturabhängigkeit der durch das manuelle Ermitteln erzeugten Werte

Achtung!Die beim manuellen Nachmessen ausgegebenen Werte, sind direkt von der aktuellen Temperatur des Sensors abhängig. Dies wirkt sich zwar nicht auf die ermittelten Beträge der verschiedenen Messungen aus, um aber eine Vergleichbarkeit der Werte bestmöglich vornehmen zu können, sollten die Messungen unter gleichen Rahmenbedingungen durchgeführt werden.

Durchführung der manuellen Steigungsermittlung mit Hilfe von Prüfgewichten

Bevor man mit den Messungen beginnt, ist es wichtig, dass das Fahrrad absolut waagrecht und vertikal steht. Ein Rollentrainer kann hier sehr nützlich sein. Zudem ist es wichtig, dass sich an diesen Bedingungen während des Ablaufs auch nichts ändern kann.

 

DownloadUm die Auswertung so einfach wie Möglich zu gestallten, habe ich eine entsprechende Exceltabelle gestaltet. In diese müssen nur die schwarz eingerahmten Werte eingetragen werden, damit die manuelle ermittelte Steigung ausgerechnet werden kann. Zum Einen sind dies natürlich die im Folgenden ermittelten Messdaten, aber auch das exakte Prüfgewicht sowie natürlich die Kurbelarmlänge um das anliegende Drehmoment möglichst genau berechnen zu können.

 

Power2Max Sensor mit Prüfgewicht belastet

  1. Man notiert sich die genauen Gewichtsangaben der verwendeten Gewichte und notiert sich auch die Länge der Kurbelarme.
  2. Um den Leistungssensor "aufzuwecken", dreht man Ihn einige Kurbelumdrehungen.
  3. Nun schaltet man auf das große Kettenblatt und das kleinste Ritzel. Zudem zieht man über die Nachstellmöglichkeit der Hinterradbremse die Bremse zu, sodass sich das Hinterrad nur durch öffnen des Hebels zur Laufradentnahme drehen lässt.
  4. Ich für mich empfinde es als die einfachste Möglichkeit, das Prüfgewicht am Boden liegend an die Pedalachse zu hängen und dann das Hinterrad langsam gegen die Laufrichtung zu drehen bis die Kurbelarme genau waagrecht stehen. Hierbei kann einem eine Wasserwaage mit einer entsprechendem Unterlege weiterhelfen. Ist die Kurbel in der richtigen Position, so schließt man einfach den Hebel an der Bremse und das Rad blockiert. Da ich sehr stabile Laufräder verwende ist dies kein Problem. Auch für Ultra-Leichtbau Laufräder sollten dies kein Problem darstellen, allerdings kann ich dies nicht abschließend beurteilen, so dass ich diese Vorgehensweise nur bei stabilen Laufrädern wählen würde.
  5. Nun muss man den Kalibrierwert am Radcomputer ablesen. Dies ist von Modell zu Modell unterschiedlich und z.B. beim Garmin Edge500/800 unter "Menü" >> "Einstellungen" (Schraubenschlüssels-Symbol) >> "Fahrradeinstellungen" >> "Fahrradprofile" >> "Bike 1, 2 oder 3" >> "ANT+ Leistung" >> "Kalibrierung" zu finden. Die Kalibrierung dauert einige Sekunden und gibt einen Wert zurück. Nun notiert man sich fünf Messwerte für den rechten Kurbelarm.
  6. Die Prozedur aus 4. & 5. wiederholt man nun für den linken Kurbelarm. Ebenfalls wieder fünf Messwerte notieren.
  7. Zuletzt misst man noch jeweils fünf Messwerte ohne Last und stellt zunächst den rechten Kurbelarm waagrecht nach vorne und zuletzt den Linken.
  8. Nun trägt man, sofern man es nicht schon während denn Messungen getan hat, alle Messwerte und die Angaben über die Kurbelarmlänge sowie der Prüfgewichte in die oben verlinkte Exceltabelle ein. Die Steigung kann im Feld "Steigung laut Messung"  abgelesen werden.

Interpretation der durch das manuellen Kalibrieren ausgegebenen Werte

Der zum Kalibrierungszeitpunkt anliegende Messwert wird in Parts per Million (ppm) an den Fahrradcomputer übertragen. Der von Saxonar ermittelte Kalibrierungswert steht in der jedem Power2Max Sensor beiliegenden Prüfprotokoll und hat in bei meinem Sensor einen Wert von 0,168207Nm/ppm.

Beispiel für das errechnen der Steigung aus den manuell angelegten Drehmomenten

unbelastet: ≈ –473,30ppm (Mittelwert aus zehn Messungen)
mit 48,979kg: ≈ 13,10ppm (Mittelwert aus jeweils fünf Messungen des linken und rechten Kurbelarmes)

Betrag: 13,10 – -473,30 = 486,40

Anliegendes Drehmoment bei Verwendung einer 172,5mm Kurbel:

48,979kg * 9,81 m/s² * 0,1725m = 82,88349Nm

Kalibrierungswert:

82,88349Nm : 486,40ppm ≈ 0,170402Nm/ppm (≈1,30% Abweichung von der Werkskalibrierung)

 

Anmerkung zur Interpretation der ermittelten Steigung:

Die manuell ermittelte Steigung sollte auf Grund der vorher aufgeführten Ursachen immer leicht höher sein, als der von Saxonar ermittelte und im Power2Max Sensor hinterlegte Steigungswert. Sollte er niedriger sein, könnte dies zum Beispiel an der Verwendung ungenauer Prüfgewichte liegen.

Als Prüfgewicht empfehlt Saxonar einen möglichst hohes Gewicht um den Einfluss Skalenauflösung oder des Rauschens gering zu halten. Dies konnte ich so anhand von Messungen auch selbst nachvollziehen, da Werte mit einem Prüfgewicht von ca. 20kg immer eine größere Abweichung als mit deutlich höherem Prüfgewicht hatten. Ein Prüfgewicht von 50kg ist in diesem Zusammenhang sinnvoll.

Um die ermittelten Werte nachträglich besser einschätzen zu können, sollten immer auch die aktuelle (Raum-) Temperatur mit aufgezeichnet werden.

 

Stand: 24.02.2011

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