Potenciómetro de Ciclismo
Potenciómetros ¿Que son?
Los potenciómetros existen desde hace mucho tiempo y siguen siendo, con diferencia, el sensor de desempeño más utilizado. Entonces, ¿por qué todos los ingenieros de diseño parecen estar buscando una alternativa sin contacto? examinamos este fenómeno y explicamos los pros y contras de los potenciómetros.
Potenciómetros,todavía la opción más común
Los potenciómetros básicamente son elementos electrónicos que miden en un momento dado la fuerza que esta ejeciendo el ciclista.Hay más potenciómetros vendidos que cualquier otra forma de sensor de desplazamiento. Son simples, económicos, ampliamente disponibles y compactos.
Generalmente van ubicados en los pedales, o en las bielas, y envián a través de cable o tegnolohía inalámbrica los datos al ciclocomputador, que el ciclista lleva en el manillar.
Los potenciómetros recortados con láser ofrecen mediciones de alta precisión y, a diferencia de sus contrapartes más complejas y sin contacto, prácticamente no hay problemas de obsolescencia de los componentes a largo plazo.
En términos de relación calidad-precio, los potenciómetros, normalmente denominados “potes”, son una excelente elección para muchas aplicaciones y es probable que esto siga siendo así en un futuro próximo.
Entonces, ¿por qué todos los ingenieros de diseño parecen estar buscando una alternativa sin contacto?
Ciertamente, en los últimos 20 años, ha habido un cambio masivo hacia la detección de desplazamiento sin contacto. Esto ha aumentado hasta tal punto que cuando los potenciómetros se proponen hoy en día como parte de una solución técnica, hay una buena posibilidad de que se planteen preguntas puntuales sobre la fiabilidad y la vida útil.
Entonces, ¿qué ha causado esto? ¿Se trata de una forma leve de histeria masiva entre los ingenieros o está realmente justificado el cambio a un sistema de detección sin contacto?
Potenciómetros, dónde funcionan bien
Claramente, hay muchas, muchas aplicaciones en las que los potenciómetros funcionarán perfectamente bien y ofrecerán un funcionamiento sin problemas durante largos periodos de tiempo.
Considera un potenciómetro que mide un desplazamiento lineal una vez cada 5 minutos más o menos, el tipo de aplicación y ciclo de trabajo típico para una pieza de automatización de fábrica como un actuador o una válvula. Un potenciómetro de buena calidad puede tener una capacidad nominal de 500.000 ciclos. Parece que todos los potenciómetros han sido clasificados como poco fiables debido a un número relativamente pequeño, pero aparentemente notorio, de fallos en entornos difíciles.
Ahora los ambientes difíciles, son de todo tipo, pero parece que hay 3 aspectos particulares que causan problemas a los potenciómetros vibración, materias extrañas y climas extremos.
Los potenciómetros son vulnerables en aplicaciones con vibraciones significativas. Consideremos la aplicación anterior más de cerca, pero en un entorno vibrante, como un vehículo de carretera, una planta pesada o un sistema de avión.
Cuando observamos de cerca el desplazamiento, podemos ver que hay frecuentes `microdesplazamientos’ causados por la vibración. A este nivel microscópico, la pista conductora del potenciómetro, no puede diferenciar entre un ciclo completo y un “microciclo” inducido por vibración.
Además, debido a que la escobila del potenciómetro está en el mismo punto, la mayor parte del tiempo, la misma parte de la pista está sujeta a la mayor parte del desgaste. Al igual que un agujero en una carretera, un punto de desgaste microscópico en las pistas de un potenciómetro, crece rápidamente, lo que resulta en una discontinuidad o “punto plano” sin respuesta eléctrica.
La operación se lleva a cabo de forma severa, generalmente en fase terminal. Mientras que 500.000 ciclos equivalían anteriormente a una vida útil de 5 años, en este ejemplo incluso con un ciclo de vibración modesto de 1 Hz, la vida útil se reduce a menos de 10 días.
La entrada de cuerpos extraños también puede ser una fuente de fallos acelerados. De nuevo a nivel microscópico, la escobilla del potenciómetro debería normalmente pasar por encima de la superficie molecular de la pista conductora.
Si se introducen partículas diminutas entre la pista y la escobilla, el efecto es el mismo que el de un abrasivo, lo que acelera rápidamente el desgaste de la superficie de la pista conductora. La arena del desierto que sopla el viento, es notoriamente abrasiva y problemática.
Desafortunadamente, la aplicación de un lubricante puede traer la ley de las consecuencias no deseadas en el juego, ya que el lubricante puede actuar como un atrayente o aglutinante de las partículas y así acelerar aún más la tasa de desgaste.
Los ambientes extremos, no son una causa de falla de los potenciómetros, sino más bien la generación de microclimas diminutos en las inmediaciones del potenciómetro y de las pistas. Por ejemplo, el aire húmedo, cuando se enfría, puede provocar condensación en el sistema y, en última instancia, corrosión o, como ocurre con algunos lubricantes, la condensación atrae y retiene partículas extrañas.
Percepción del mercado, en resumen.
Hay algunas aplicaciones en las que los potenciómetros funcionarán bien, y otras -sobre todo en entornos difíciles- en las que los potenciómetros pueden resultar poco fiables. La desafortunada consecuencia de estas fallas de alto perfil y entorno duro, es que han eclipsado a las aplicaciones más benignas en las que el funcionamiento del potenciómetro ha sido fiable.
Esto ha llevado a una percepción más generalizada por parte de ingenieros y compradores técnicos de que los potenciómetros son la opción más barata y de baja calidad para la medición de la potencia del ciclista. Esta percepción generalizada, puede poner a los fabricantes de equipos en un aprieto, cuando venden equipos que dependen de potenciómetros, ya que a menudo se ven obligados a defender o justificar la fiabilidad y la calidad de su producto.
En consecuencia, muchos fabricantes de equipos están buscando reemplazar los potenciómetros por soluciones sin contacto para la comercialización, en lugar de por razones estrictamente técnicas. La desafortunada realidad es que la percepción parcialmente infundada del mercado como fuerza motriz del cambio, es tan real y tan brutal como cualquier razón técnica.
¿Por qué no todos están cambiando a no-contacto?
La razón por la que no todo el mundo está cambiando al no-contacto es que no es sencillo. En primer lugar, está la cuestión del coste. La mayor parte de la industria sigue trabajando a partir de cálculos simplistas de los costes de las listas de materiales, que siempre favorecerán a los potenciómetros, en lugar de a los sin contacto.
Se necesita un análisis de costos más sofisticado para incluir averías, garantía, repuestos, mantenimiento y costos de servicio, para mostrar que las soluciones sin contacto son la alternativa menos costosa en entornos difíciles.
Del mismo modo, la sofisticación necesaria para demostrar que los precios de venta de los productos pueden mantenerse cuando se utilizan soluciones sin contacto, en lugar de un potenciómetro, suele ser superior a la de la mayoría de las empresas industriales.
Inductivo de nueva generación
Cuando los potenciómetros se cambian por una alternativa sin contacto, el reemplazo común es uno de los sensores inductivos de nueva generación. Estos nuevos sensores funcionan de forma similar a los procesadorees tradicionales o a los transformadores lineales, pero son tan compactos como un potenciómetro.
En lugar de las bobinas de alambre de un sensor inductivo tradicional, estos dispositivos de nueva generación utilizan bobinados laminares impresos para generar los campos inductivos. Estos sensores también pueden generar una salida analógica de corriente o tensión de alta precisión para imitar un potenciómetro y, por lo tanto, evitar la reingeniería del sistema de control del host.
Se adaptan muy bien a entornos hostiles con temperaturas de funcionamiento de entre -55 y +230 grados Celsius y pueden encapsularse para una inmersión de larga duración o para su uso en entornos dónde hay riesgo. Dado que son ligeros y sin contacto, la vibración y el choque tienen un efecto insignificante.
Características de los Potenciómetros de Bicicleta
- Mide la fuerza que entrega el ciclista en un instante preciso.
- Son exactos y precisos
- Imprecindible en todo ciclista profesional
- Es un elemento, que esta cada vez más extendido
Ventajas de los Potenciómetros de Bicicleta
- Se sabe exactamente en cada momento la fuerza que el ciclista ejerce
- Permite al ciclista controlar el esfuerzo en cada instante
- Transmisión al ciclocomputador por Bluetooth
- Permite a los equipos y entrenadores sacar datos y estadísticas
- Fabricados con materiales de calidad
- Fácil montaje
Desventajas de los Potenciómetros de Bicicleta
- Las mejores marcas de potenciómetros son muy caras
- Elemento imprescindible para cualquier ciclista pro.
Conclusión
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Y como una imagen es mejor que mil palabras, aquí os dejo un interesante vídeo de los Potenciómetros
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