약사 자덕으로 거듭나기 PART 1 - 자전거 파워미터의 역사와 개요
실력은 괴수이면서 초보 인척 입을 털며 초보방 생태계를 어지럽히는 자,
우리는 그들을 약사라 부르기 시작했다...
파워미터의 역사
최초로 파워 출력을 측정한 것은 1896년 고정식 자전거에서 시작하였는데, 그 후로 100년이나 지난 1980년대에 와서 에스알앰(SRM)과 룩(LOOK) 맥스 원의 발명으로 실제 도로에서 파워 출력을 측정하는 것이 가능해졌다.
그 이후로, 파워미터 시장의 성장은 후속 10년간 기하급수적으로 증가했고, 그로 인해 가격이 낮아지며 모든 레벨의 선수 및 동호인들에게 그 길이 열렸다.
파워미터를 활용하기 위해서는 이것의 작동 원리와 출력 값에 대한 이해도가 있어야 할 것이다.
자전거 파워란 무엇인가
파워 미터라는 이름에서 알 수 있듯이 이것은 "파워"를 측정하는데, 이것이 진정으로 의미와 어떻게 트레이닝과 경기에서 이득을 가져다주는지 궁금할 것이다. 과학적인 관점에서 파워란 스피드와 힘으로 결과이다.
파워 (와츠, Watts) = 속도 (m/s) × 힘 (뉴턴, Newtons)
자전거 와트란 무엇인가
와트란 에너지를 나타낸다. 티비나 전기주전자, 전구 등에서 와트라는 용어를 들어봤을 것이다. 라이더가 자전거에서 페달을 밟으면서 내는 와트도 이와 동일한 의미이다. 과학적으로, 이것은 초당 1 뉴턴×1미터를 가기 위해 필요한 에너지의 양이다.
1 와트 = 1뉴턴 × 1미터 / 1초
따라서, 라이더의 파워 출력을 측정할 때 파워미터는 실제로 각각의 페달 스트로크에 가해진 힘과 그로 인한 속도를 조합한 결과이다. 사이클링에서 이는 케이던스와 기어에 의해 조종되며, 이 둘의 상호작용으로 라이더는 어택이나 휴식을 컨트롤할 수 있는 것이다. 파워미터는 바로 이 상호작용을 기록하고 이를 와트로 표시하는 것이다.
파워미터가 파워를 측정하는 방식
자전거 분야에서 파워미터는 두 가지 타입이 존재한다. 다이렉트 포스와 인다이렉트 포스이다. 이 두 가지 용어는 어떻게 파워 출력이 계산되는지로 분류된다.
이름에서 알 수 있듯이 간접적인 방식(Indirect force power meters)은 복잡한 수학적 모델링을 이용하며, 전자 가속도계, 속도, 공기압 등의 여러 센서들의 데이터를 기반으로 한다.
잘 알려진 간접적인 방식 파워미터로는 IBike Newton이 있다. 이 파워미터의 사용을 위해선 라이더의 체중과 자전거의 무게, 타이어 사이즈, 도로 표면, 라이더의 키와 포지션을 입력해야 하고 이 값들은 항력 계수(CdA) 또는 구름 저항계수(Crr)를 계산하는데 이용된다.
수 많은 테스트로 간접적 방식의 파워 미터의 정확도는 입증되었지만, 정확한 세팅이 요구되어 라이더의 세심한 주의가 필요하다.
최신 파워 미터나 현재 파워 미터 시장을 이끌고 있는 브랜드들은 직접적인 방식의 파워미터(DFPM)를 선택했다. 이 방식은 허브, 크랭크, 페달의 변형된 정도를 활용하는 기술을 이용한다.
다이렉트 파워미터는 스트레인 게이지(변형계)와 각속도를 기반으로 한 토크(회전력) 값을 측정한다.
다이렉트 방식의 정확도는 스트레인 게이지의 일관성, 스트레인 게이지에서 토크로의 전환, 잘 측정된 각속도 이 세 가지 데이터에 달려있다.
이 세가지 파트 중 하나라도 오류가 발생한다면 파워 측정값의 정확도가 떨어지는데, 이들 중 특히 스트레인 게이지의 반응을 전달하는 과정에서 발생활 확률이 가장 높다. 이를 예방하기 위해서, 규칙적인 간격으로 파워미터의 제로 값이나 캘리브레이션을 리셋할 필요가 있다.
다이렉트 방식에는 단일과 듀얼로 또 나뉜다. 단일 방식은 크랭크 레프트 암에서 측정한 값을 더블링 하여 와트를 표시하고, 듀얼 방식은 각각의 페달에서 측정한 값을 통합한다. 파워미터의 진입장벽을 낮추기 위해 단일 레프트 암 방식이 출시되었는데, 페달링의 다이내믹을 측정하는 것이 불가능하다는 점과 한쪽 다리의 파워만 측정했기 때문에 라이더의 실제 파워 값을 대변하지 못하는 단점이 있다.
대부분의 메이저 제조사들은 ±1% 오차값을 주장하지만, 실제로는 ±2%의 오차가 일반적이다.
파워워미터의 종류 (리어휠과 관련된)
˙ 크랭크 스파이더
˙ 크랭크 암
˙ 페달/클릿
˙ 바텀브라켓/액슬
일상생활에서 와트의 재발견
˙ 조명 전구 - 60w
˙ TV - 240w
˙ 그룹 C 라이더 FTP(60min) = 250W
˙ 그룹 A 라이더 FTP(60min) = 350W
˙ 크리스 프룸 2015년 뚜르 드 프랑스 스테이지 10 파워데이터 (Peak 40min) - 414w
˙ 토스터기 - 1100w
˙ 로드 스프린터 - 1200~1400w
˙ 전자레인지 오븐 - 1500w
˙ 크리스 호이 경(최대 파워) - 2300w
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