updated. 2019.11.20 수 17:30
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시마노 듀라에이스 파워미터, ‘효율성’에서 답을 찾다

상대를 알고 나를 알면 백번 싸워도 위태롭지 않다는 뜻의 ‘지피지기백전불태(知彼知己百戰不殆)’는 ‘상대를 알기 전에 나부터 먼저 알아야 한다’는 의미로도 많이 쓰이는데, 필자는 자전거 분야의 수많은 용품과 부품 중에서 이 손자병법에 나오는 고사성어에 가장 잘 어울리는 것이 바로 ‘파워미터(Power Meter)’라고 생각한다.

파워미터란 자전거를 타는 라이더가 자전거로 직접 가하는 힘(토크)과 페달링 회전속도(케이던스)를 이용해서 파워를 측정하는 기구로, 1980년대에 들어서면서부터 자전거에 부착되어 쓰이기 시작했다. 투르드프랑스 3회 우승을 차지한 미국의 전설적인 사이클 선수인 그렉 레몬드(Greg Lemond)가 1991년 투어경기에 최초로 파워미터를 사용했으며, 최근에는 3대 그랜드 투어 대회와 매년 하와이 코나에서 열리는 아이언맨 월드챔피언십 트라이애슬론(철인3종경기) 대회에서 파워미터를 사용하지 않는 선수가 오히려 드물 정도로 파워미터는 프로 사이클링 세계에서 점점 보편화되고 있다.

이와 더불어 파워미터를 사용하는 전 세계 로드바이크 동호인들이 조금씩 늘어나면서 몇몇 제조사들이 경쟁에 뛰어들었고, 파워미터 제품들은 점점 다양해지고 있다. 또한, 자전거의 여러 부분에서 파워 측정이 가능하기 때문에 크랭크암, 페달, 바텀브라켓(BB), 허브 등 여러 형태의 파워미터가 출시되고 있다. 덕분에 선택의 폭이 커진 반면, 파워미터를 구입하려는 이들의 고민은 점점 깊어져 가고 있다.

필자가 파워미터에 대해 공부를 하면 할수록, 파워미터의 선택에 대한 질문에 대한 절대적인 정답은 딱히 없다는 결론에 이르렀다. 최고의 파워미터를 찾는다는 것은 맞춤복에 가까운 기성복을 고르는 일과 비슷할 뿐, 누구에게나 적용되는 절대적 순위 또한 매길 수 없다. 가격, 유형, 방식, 호환성 등 개개인의 상황과 환경에 맞는 파워미터는 따로 있고, 각 제조사의 파워미터마다 장단점이 있기 때문이다.

다만, 필자는 파워미터의 선택에 있어 효율성(效率性, Efficiency)을 가장 먼저 따져보기 시작하면서 조금씩 길이 보이기 시작했고, 마침내 시마노(SHIMANO)의 듀라에이스(Dura-Ace) 파워미터 크랭크셋(FC-R9100-P)이라는 답을 찾아냈다. 효율성이란 무언가를 하거나 원하는 결과를 낼 때 재료, 에너지, 노력, 돈, 시간 등 낭비를 피하는 능력을 말하며, 보다 쉬운 표현으로 낭비 없이 성공적으로 일을 할 수 있는 능력이다.

듀라에이스 파워미터는 시마노가 만든 첫 번째 파워미터이자, 최초의 크랭크셋 일체형의 파워미터로 기존의 듀라에이스 크랭크셋(FC-R9100)과의 무게 차이는 70g(BB 미포함)밖에 나지 않아 경량화를 이루었으며, 왼쪽과 오른쪽 페달링의 파워를 독립적으로 측정하는 듀얼 파워미터다. 크랭크셋과 파워미터가 통합된 디자인이기 때문에 합리적인 가격은 물론, 시마노의 다이렉트 마운트 브레이크 캘리퍼와도 충분한 간격을 확보하며, 자전거 프레임에 전혀 간섭하지 않는다. 파워미터의 주요 시스템이 크랭크셋에 내장되어 있기 때문에 뛰어난 방수 성능을 자랑하고, 파워미터에 아무런 영향을 주지 않으면서 수명이 다되어 못쓰게 된 체인링의 교체 또는 타원형의 체인링으로도 교체가 가능하다.

또한, 빠른 반응성과 뛰어난 작동성, 온도 변화에 대한 자동 소프트웨어 보정으로 정확한 데이터 수집, 간편한 유지 관리 등의 특장점이 있으며, 스핀들(Spindle, 크랭크축)에 내장된 충전식의 리튬 이온 배터리는 1회 충전으로 300시간 이상 사용이 가능하기 때문에 효율성을 포함한 종합적인 면에서 필자는 비록 주관적이긴 하지만 듀라에이스 파워미터에게 후한 점수를 주고 싶다.

 

오차 보완하는 스트레인 게이지

파워미터는 가해지는 힘에 따라 저항이 변하는 작은 전자부품인 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 사용하여 힘을 측정하는데, 듀라에이스 파워미터처럼 크랭크암 유형의 파워미터는 페달을 밟을 때 크랭크암이 얼마나 구부러지는지를 스트레인 게이지로 측정한다. 그 구부러진 정도를 파워미터 내부의 전자장치를 사용하여 전기저항으로 변환시키고, 이 전기저항의 양을 바탕으로 얼마나 많은 파워를 생성하는지 계산한다.

그렇기 때문에 스트레인 게이지를 무엇으로 만들었는지, 파워미터에 몇개의 스트레인 게이지가 들어있는지, 스트레인 게이지가 얼마나 정교하게 설치됐고, 정렬 상태는 어떤지 등에 따라 파워미터의 정밀도가 결정된다. 이처럼 파워미터는 얼마나 정확하게 힘을 측정할 수 있느냐가 중요하고, 수준 높은 초정밀 엔지니어링이 필요하다. 듀라에이스 파워미터의 공식 오차는 +/- 2%로, 시마노는 아침과 저녁, 계절에 따라 변하는 외부 온도를 반영해 자동으로 오차를 보완하는 스트레인 게이지를 독자적으로 개발하여 듀라에이스 파워미터에 적용하면서 안정적인 일렉트릭 시스템을 갖췄다. 

스트레인 게이지로 측정된 파워는 ANT+를 통해 신호를 무선으로 전송하기 때문에 흔히 GPS 속도계라 불리는 사이클링 컴퓨터로 실시간 전송되어 현재 파워, 최대 파워, 평균 파워와 같은 데이터들이 속도계의 디스플레이를 통해 일률의 단위인 W(와트)로 보여준다. 듀라에이스 파워미터의 시스템 체크와 펌웨어 업데이트 등은 시마노의 전동 시스템 연결 애플리케이션인 E-튜브 프로젝트(E-TUBE Project)로 가능하며, 블루투스 기능을 지원하기 때문에 스마트폰과 테블릿PC로도 작업이 가능하다.

 

조금 다르지만 간편한 설치

듀라에이스 파워미터를 설치하기 위해서는 먼저 바텀브라켓(BB)을 설치해야 한다. 듀라에이스 파워미터 크랭크셋은 스레드 타입의 경우 셸 너비가 68㎜인 BB를 장착할 수 있으며, 프레스핏 타입의 경우 셸 너비가 86mm인 BB를 장착할 수 있다. 그런 다음 케이던스 측정을 위해 자석을 BB와 가까운 체인스테이나 시트튜브 또는 다운튜브에 부착해야 하는데, 트랜스미터(Transmitter)와의 간격이 5㎜ 내외가 되도록 자석 포지셔닝 툴을 이용해 올바른 위치를 확인하고 커버와 양면 테이프로 결합한 자석을 부착하면 된다. 자석 커버는 검은색과 흰색의 2가지 색상이 있으며, 원하는 색상의 커버를 사용하면 된다. 

크랭크의 설치는 스핀들 커버를 제거하지 말고 스핀들을 BB 안으로 삽입해야 하는데, 그 이유는 스핀들 내부의 단자에 그리스가 묻는 것을 방지하기 위해서다. 왼쪽 크랭크암을 오른쪽 크랭크암 축에 설치한 다음 시마노의 오리지널 툴(TL-FC40)을 사용하여 왼쪽 크랭크에 설치 링을 설치해야 한다. 이때, 툴의 홈이 크랭크 상단의 홈과 정렬이 되었는지 위치를 확인해야 하며, 커넥터의 전선이 끼지 않았는지 확인해야 한다. 전선이 끼어 있는 상태에서 조이면 전선이 끊어질 수 있기 때문이다. 레버가 있는 면이 위로 오도록 커넥터를 삽입한 다음 딸깍하는 소리가 날 때까지 커넥터를 밀어 넣으면 된다. 커넥터를 강제로 끼우면 커넥터가 손상될 수 있고, 커넥터에 물, 오일, 그리스 등이 묻지 않도록 주의해야 한다. 

외부 캡을 부착하면 설치가 완료되는데, 무선 유닛의 제어 장치 버튼을 눌러 LED가 녹색으로 점등되는지 아니면 빨간색으로 점등되는지를 확인해야 한다. 이는 듀라에이스 파워미터가 올바르게 설치되었는지 확인하는 것으로 LED가 점등되지 않는다면 일단 배터리를 충전해야 한다. 

듀라에이스 파워미터는 USB 포트가 있는 AC 어댑터를 사용하거나 PC의 USB 커넥터를 연결하여 배터리를 충전할 수 있다. 제어 장치의 커버를 열려면 제어 장치에서 들어간 부분을 당기면 되며, 충전 케이블의 들어간 부분 및 돌출부와 제어 장치의 연결 포트가 일치하도록 충전 케이블을 연결해야 한다. 충전이 시작되면 LED가 파란색으로 점등되고, 충전이 완료되면 LED가 꺼진다. 표준 충전 시간은 2시간 30분이며, 충전 후에는 반드시 커버를 닫아야 한다. 

배터리의 잔량 확인은 제어 장치의 버튼을 눌러 LED 상태를 확인하면 되는데, 녹색일 경우 배터리의 잔량은 100%~16%이며, 빨간색일 경우 15~3%, 빨간색이 깜빡이면 2%~1%, LED가 켜지지 않을 경우 배터리의 잔량은 0%다. 듀라에이스 파워미터는 작동 후 5분 동안 움직임이 감지되지 않으면 배터리 전원을 절약하기 위해 무선 전송이 종료된다. 파워미터의 작동과 작동 상태 확인은 제어 장치의 버튼을 눌러 LED 점등을 확인하거나 크랭크를 2회 이상 돌려보며 사이클 컴퓨터의 화면에 케이던스와 전원 표시를 확인하면 된다.


간편한 무선 연결 기능

듀라에이스 파워미터는 좌우 독립적인 파워, 좌우 파워의 밸런스, 케이던스, 배터리 잔량 등의 정보를 사이클 컴퓨터나 ANT+ 또는 블루투스 연결을 지원하는 수신기로 무선으로 전송한다. 이중 페달 평활도(페달링 한 바퀴 동안 평균 토크와 최대 토크의 비율을 백분율로 나타낸 것)와 토크 효율은 ANT+로 전송된다. 또한 파워미터가 스마트폰이나 테블릿PC와 블루투스로 연결되면 시마노가 개발한 애플리케이션인 E-튜브 프로젝트를 사용할 수 있다.

듀라에이스 파워미터와 사이클링 컴퓨터를 무선으로 연결하려면 일단 컴퓨터가 연결 모드여야 하며, 제어 장치의 버튼을 누르거나 크랭크를 2회 이상 돌리고, 사이클 컴퓨터 화면에 표시되는 장치의 이름을 선택해야 한다. ANT+ 연결의 경우 오른쪽 크랭크의 뒷면에 표시된 5자리의 ANT ID를 입력해 연결할 수도 있다.

자전거를 타기 전에 영점 오프셋 보정을 수행하는 것이 좋은데, 제어 장치나 사이클링 컴퓨터를 이용하여 영점 오프셋 보정을 할 수 있다. 먼저 자전거를 평평한 곳에 놓고, 드라이브 사이드 크랭크암 지면에 가까이 수직이 되도록 위치시킨다. LED가 파란색으로 점등될 때까지 제어 장치의 버튼을 눌렀다가 손을 떼면 LED가 파란색으로 깜박이기 시작하면서 영점 오프셋 보정이 완료된다. 만약 LED가 빨간색으로 깜박인다면 영점 오프셋 보정을 다시 수행해야 한다.

 

디자인과 내구성 그리고 합리적인 가격

듀라에이스 파워미터는 기존의 듀라에이스 크랭크셋(FC-R9100)의 디자인과 스타일을 유지하도록 설계됐다. 무게 또한 기존 듀라에이스 크랭크셋 보다 70g 정도 더 무거울 뿐이다. 기존의 듀라에이스 구동계 그룹셋을 사용하는 일부 사용자는 “파워미터를 장착한 티(돈을 쓴 티)가 너무 나지 않아서 불만”이라며 너스레를 떨기도 하지만, 대부분의 듀라에이스 그룹셋을 사용자들에게 듀라에이스 파워미터는 이질감이 거의 없기 때문에 매력적이라는 평가를 받는다. 

듀라에이스 파워미터의 외부구조는 좌측 센서, 우측 센서, 무선 유닛으로 나누어 볼 수 있는데, ANT+와 블루투스를 지원하는 무선 유닛에는 LED 인디케이터, 캘리브레이션 스위치, 배터리 충전 포트 등이다. 왼쪽(논 드라이브 사이드) 센서는 약 8mm 안쪽으로 확장되는 반면, 오른쪽(드라이브 사이드) 센서는 안쪽 체인링을 넘어 확장되지 않는다.

듀라에이스 파워미터는 높은 내구성과 제품의 긴 수명을 위해 IPX 방수 등급의 기준을 만족시켰다. 스트레인 게이지가 포함된 센서는 크랭크암에 밀봉되어있어 열어볼 수 없으며, 고압 세차나 폭우 속에서도 작동할 수 있도록 실제 레이스 주행을 통한 수많은 테스트를 거쳤다. 낙차 등의 사고로 자전거에 큰 충격을 받았다면 슬로프 정렬을 받아보는 것이 좋다. 듀라에이스 파워미터를 구입할 때 받은 정품 혜택 카드가 있다면 보증기간인 3년 동안 3차례 슬로프 정렬 서비스를 무료로 받을 수 있다. 그렇기 때문에 파워미터를 1년 이상 사용했다면 점검 차원에서 슬로프 정렬을 받는 것이 좋다.

듀라에이스 파워미터의 출시 가격에는 듀라에이스 크랭크셋의 가치까지 포함되기 때문에 효율적이며, 구매자는 파워미터와 크랭크셋을 모두 구매하는 셈이다. 체인링이 포함된 듀라에이스 파워미터는 출시 가격은 177만원, 체인링이 포함되지 않는 크랭크 암 버전의 가격은 157만원이지만, 최근 듀라에이스 파워미터의 제품 가격을 검색해보면 20~30% 세일가로 반영되어 판매되고 있다.

체인링이 포함된 듀라에이스 파워미터는 크랭크암 길이가 170, 172.5, 175mm로 출시되며, 체인링이 제외된 듀라에이스 파워미터는 165, 167.5, 170, 172.5, 175, 177.5, 180mm 등 7가지 길이의 크랭크암으로 출시된다. 체인링 구성은 50x34T, 52x36T, 53x39T 등 3가지가 있다. BB를 제외한 실측 무게는 172.5mm, 53-39T 기준 694g, 170mm, 53-39T 기준 691g, 170mm, 50x34T 기준 679g이다.

‘동호인에게 과연 파워미터가 필요할까?’라는 질문을 던지는 로드바이크 라이더들이 많다. 그러나 실제 파워미터를 사용하고 있는 유저들은 “파워미터야 말로 진정한 로드바이크 입문”이라며 “자신의 파워를 정확한 데이터의 수치로 아느냐와 그저 감으로 아느냐는 천지 차이”라고 말한다. 그동안 자전거를 그저 감으로 탔던 필자는 파워미터에 대한 나름의 공부를 하면서 ‘왜 나의 평균속도는 항상 그대로지?, 왜 나는 빨리 지치는 거지?’라는 막연한 궁금증들에 대한 답을 드디어 깨닫게 됐다. 그것은 바로 파워미터에 대해 무관심했고, 애써 외면했으며, 무시해왔기 때문이었다.

효율적인 운동을 위해 탄생한 파워미터를 사용한다면 이제는 스스로의 라이딩 실력을 어느 정도인지 짐작하지 않아도 되고, 인도어 사이클 트레이닝으로 좀 더 체계적이고 구체적인 훈련을 할 수 있다. 또한, 실제 라이딩이나 대회에서 어떤 페이스로 주행을 해야 하는지 정확하고 구체적으로 계획을 세울 수 있기 때문에 많은 로드바이크 라이더들이 듀라에이스 파워미터를 통해 라이딩에 대한 큰 동기부여가 되기를 기대한다.

 

다음은 지난해 말부터 듀라에이스 파워미터를 선택하고 사용 중이며, 그란폰도와 랜도너스(브레베)처럼 장거리 라이딩을 즐기는 여성 라이더 박소윤 씨와의 일문일답이다.

Q. 듀라에이스 파워미터를 사용한 기간은 얼마나 됐었고, 여러 파워미터 중 시마노를 선택한 이유는 무엇이었나요?
A. 듀라에이스 파워미터는 10개월 정도 사용해 오고 있습니다. 쿼크(Quarq)와 시마노 파워미터 제품 중에 고민을 했었는데, 지금 타고 있는 자전거의 구동계 브랜드가 시마노이다 보니 맞춤한 느낌이라 자연스럽게 마음이 기운 것 같습니다. 그리고 듀라에이스 파워미터가 더 예뻤던 것도 컸고요. 파워 측정과 함께 체계적인 훈련이 가능하다기에 구매해보았어요.

Q. 파워미터 구매에 있어 가격 측면에서 부담스럽지는 않았나요?
A. 살짝 부담스러운 면은 있었죠.

Q. 듀라에이스 파워미터를 처음 봤을 때의 첫인상이나 느낌은 어땠나요?
A. 한마디로 ‘깔끔하다’였습니다. 그래서 맘에 들었죠.

Q. 혹시 시마노가 아닌 타사의 파워미터를 사용해본 적이 있나요?
A. 시마노만 사용해 보았습니다. 

Q. 듀라에이스 파워미터 설치와 장착은 어떻게 했나요?
A. 애용하는 샵인 트렉 분당점 이 매니저님이 설치를 진행해주셨습니다.

Q. 듀라에이스 파워미터를 장착하고서 실제 라이딩 실력 향상에 도움이 되었나요?
A. 파워미터를 장착함으로써 워크아웃의 세계에 발을 디디게 되었고, PMC(Performance Management Chart)를 확인하며 훈련할 수 있기에 실제로 라이딩 실력이 부쩍 늘었었어요. 지금은 무릎 부상으로 다시 초기화되었지만요.(웃음) 그리고 라이딩 거리나 코스 난이도에 비례해 파워를 분배해서 쓸 수 있는 페이스 메이커의 역할이 만족스럽습니다.

Q. 최근 2019 KSPO 백두대간 그란폰도 컷인을 축하드린다. 파워미터 사용에 있어 그란폰도와 랜도너스의 차이점이 있나요? 
A. 백두대간 그란폰도는 올해가 3번째 참가였어요. 올해 그란폰도는 코스가 달라졌는데 좀 더 쉬워졌다는 평가를 받는 것 같습니다. 어느 대회든 파워미터는 페이스메이커처럼 도움이 많이 되는 것 같아요. 주로 젖산역치파워(FTP)를 넘는지 넘지 않는지를 확인하면서 타는데, 백두대간 그란폰도처럼 120km의 거리의 대회에서는 보다 전력으로 탔던 것 같고, 200km 이상 장거리의 랜도너스 같은 경우 낮은 파워를 유지하면서 타는 것이 도움이 됐다. 

Q. 듀라에이스 파워미터의 실제 충전 주기는 어떠했나요?
A. 10개월 사용하면서 충전을 딱 2번 했을 정도로 배터리의 사용 가능 시간은 확실히 긴 편인 것 같아요.

Q. 파워미터를 통해 나온 데이터값을 어떻게 활용하나요? 파워미터를 통한 훈련 스케줄에 변화를 주는지도 궁금합니다?
A. 요즘은 무릎이 아파서 딱히 훈련이라고 할 만한 것을 하고 있지는 않아요. 한참 의욕에 불타올랐을 때는 PMC를 보면서 피트니스나 폼 수치 등을 따지며 트레이닝이나 휴식 등의 조절을 하고자 했었죠.

Q. 주변에 듀라에이스 파워미터 또는 타사의 파워미터를 사용하는 지인들의 파워미터에 대한 평가는 어떤가요?
A. 파워미터를 비싼 케이던스 센서라고 농담처럼 말하는 분들도 있지만(웃음), 일단 파워미터를 구입하신 분들 중에 후회하시는 분들은 못 본 것 같습니다.

Q. 파워미터로 파악할 수 있는 젖산역치파워(FTP), 노멀파워(NP), 운동강도(IF), 훈련부하점수(TSS) 등 여러 항목들이 있는데, 어느 항목을 중점을 두고 훈련하나요?
A. 요즘은 주로 파워 수치와 젖산역치파워(FTP, Functional Threshold Power)에 근거해  운동강도를 나타내는 IF(Intensity Factor)와 훈련을 어떻게 진행했는지를 보여주는 데이터인 TSS(Training Stress Score) 정도만 확인하고 있습니다.

Q. 듀라에이스 파워미터 좌/우 밸런스는 주로 몇 대 몇으로 측정되나요? 
A. 좌/우 밸런스는 사람마다 차이가 크게 나는 부분인 것 같아요. 저 같은 경우는 48 대 52로 큰 차이가 없는 편입니다. 

Q. 파워미터 사용의 단점은 무엇이라 생각하나요?
A. 단점은 딱히 잘 모르겠습니다.

Q. 어떻게 랜도너스 접하게 되었는지 궁금합니다.
A. 랜도너스처럼 장거리 라이딩만의 매력이 있는 것 같아요. 클리앙 자전거당에서 활동하다 보니 자연스레 브레베를 시작하게 되었습니다. 처음 200km를 탔을 때는 너무 힘들어서 ‘절대 앞으로 다시는 브레베 나가지 않을 거야’라고 생각했는데, 장거리 라이딩의 매력이 있더군요. 그래서 주기적으로 브레베나 퍼머넌트(참가자가 직접 선택한 날짜에 할 수 있는 브레베)를 하게 되었고요. 무릎이 좀 괜찮아지길 바라면서, 내년에는 R12(1월부터 12월까지 매달 최소 1개 이상의 브레베, 플래시 또는 퍼머넌트를 끊임없이 성공하신 랜도너스에게 수여되는 표창)에 재도전할 겁니다.(웃음)

Q. 혹시 마스터즈 사이클 투어(MCT)에 출전해보고 싶은 생각과 계획은 없나요? 
A. 개미파워 쫄보라서요. 응원만 하고 있습니다.(웃음)

Q. 자전거는 언제부터 어떻게 접하게 됐나요?
A. 로드는 2016년부터 타기 시작했어요. 미니벨로로 한강을 왔다 갔다 했는데, “지나갈게요”하며 앞서가는 분들의 바퀴 큰 자전거가 궁금해졌었죠.(웃음)

Q. 지금 타고 있는 자전거를 소개해 보자면?
A. 트렉 브랜드의 로드바이크 에몬다를 타고 있습니다. 좋은 자전거라고 생각해요.

Q. 자전거를 타는 목적은 무엇인가요?
A. 운동 겸 여행이 주목적이에요. 너무 샤방하게 타는 것보다는 제 기준으로 적당히 침 흘리면서 타야 운동도 되고 경치도 구경하고 좋다고 생각해요. 경치 좋은 곳을 유유자적하게 다니는 걸 좋아해서 솔로잉 종주도 가끔 가고 그랬죠. 동해안이나 남해안 종주는 정말 눈이 호강하는 라이딩이었고요. 서울-부산 국도 솔로잉 1박 라이딩은 고생도 많이 했지만, 성취감도 꽤 느낄 수 있던 라이딩이었어요.

Q. 주로 라이딩하는 곳은요?
A. 평소에는 성남시 분당구 근처에서 왔다 갔다 하죠. 주말에는 주로 투어를 가고 싶어 하는 편입니다. 올해는 벌써 시즌이 다 끝나가는 것 같아서 아쉽네요.

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