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Digitale Herzfrequenzmessung und Energieverbrauch

Wearables wie die Apple Watch ermöglichen die Herzfrequenzmessung während man das E-Bike nutzt. Interessant dabei ist nicht nur der Vergleich von verschiedenen Touren, interessant ist auch die Relation im Hinblick auf die fünf Herzfrequenz-Zonen. In Bezug auf den Energieverbrauch empfiehlt sich aber der Abgleich mit der Bosch Nyon.

Überblick

Fünft Herzfrequenz-Zonen geben Auskunft über die Spanne von minimaler und maximaler Frequenz. Digitale Tools helfen dabei, das Matching mit den fünf Zonen zu überprüfen. Darüber hinaus lassen sie auch den Energieverbrauch ahnen. Allerdings vor allem im Quervergleich.

Die fünf Herzfrequenz-Zonen: Hinterlegt mit unterschiedlichen Regenbogen-Farben von grün = sehr leicht bis rot = maximal (Bild: hammer.de).

Herzfrequenz-Zonen

Allgemein anerkannt sind die fünf im oberen Bild skizzierten Herzfrequenz-Zonen. Sie besitzen Einfluss im Hinblick auf die Gesundheit als auch den Kalorienverbrauch. Das Bild erklärt die Zonen und ihren Wirkbereich recht plakativ. Ergänzend zur Erläuterung sei der Original-Artikel von Hammer.de als erste Einführung empfohlen. Zur Vertiefung sind am Ende weitere Links aufgeführt.

Für die Berechnung der individuellen maximale Herzfrequenz gibt es unterschiedliche Faustformeln, die grobe Orientierung geben können:

  • Eine geläufige Faustformel lautet danach max bpm = 220 – Alter.
  • Für Männer gibt es die Formel max bpm = 207 – (Alter * 0,7)
  • Für Frauen lautet eine Formel max bpm = 208 – (Alter * 0,88)

Ein 56-jähriger Mann hätte nach der ersten Formel einen Maximalpuls von 164 bpm und nach der zweiten Formel 167,8  bpm. An dieser Stelle soll es nun vor allem um die Frage gehen, wie man sowohl die Herzfrequenz als auch den Kalorienverbrauch entlang der fünf Phasen beim E-Biken tracken kann. Dazu sollen zwei Tools und drei Tracking-Parameter kombiniert werden:

Der wenige Zentimeter große Sensor-Sticker wird in der Regel auf dem hinteren Oberarm angebracht. Dort stört er nicht – auch nicht beim E-Bike-Fahren. Dafür kann er dort bequem abgelesen werden.

Herzfrequenz Kalorienverbrauch Motorleistung
Apple Watch mit Sensor mit Algorithmus nein
Bosch eBike-Connect Schätzung mit Algorithmus mit Sensor

Wer kann was messen, was nicht?

Die Apple Watch ermöglicht die Messung der Herzfrequenz. Dabei gibt sie recht zuverlässig an, ob und wie weit man sich bei einer Tour in den fünf Herzfrequenz-Zonen befindet. Das unten beigefügt Bild macht dies deutlich. Der gelbe Strich ist der Bereich um die 130er-Herz-Frequenz. Am Ende wird sie leicht überschritten. Die diesbezügliche Messgenauigkeit der Sensoren der Apple Watch gilt als hoch.

Die Herzfrequenz der Apple Watch über die Dauer einer E-Bike-Tour. Die gelbe Linie markiert im konkreten Fall die 130-bpm-Grenze. Neben der Herzfrequenz wird auch der Kalorienverbrauch geschätzt. Hier gibt es bei E-Bike-Nutzung jedoch fragliche Werte.

Kombination mit Bosch Nyon

Die Apple Watch bietet Rad-Trainings an, die den Energieverbrauch bei einer Radtour im Hinblick auf Entfernung, Geschwindigkeit und vermutlich auch Herzfrequenz schätzen. Dies ist ohne Motorunterstützung auch durchaus sinnvoll, weil hier die Kraft allein vom Menschen erbracht wird. Beim E-Bike übernimmt der Motor einen häufig recht großen Teil der Leistung. Daher verwundert es nicht, dass Apple Watch und Bosch Nyon den Energieverbrauch bei der gleichen Tour recht unterschiedlich bewerten:

  • Beispiels-Tour:
    • Länge 8,25 km
    • 48 Minuten Fahrzeit
    • 111 Höhenmeter (kumuliert),
    • Straße (ca. 60%), verschneiter Weg (40%)
    • Außentemperatur -2 Grad
  • Apple Watch 6:
    • Durchschnittstempo 10,2 km/h,
    • Durchschnittliche Herzfrequenz 112 bpm (Messung)
    • Maximale Herzfrequenz: 135 bpm, minimale Herzfrequenz: 92
    • Aktivitätskalorien 225 KCAL
    • Gesamtkalorien 308 KCAL
  • Bosch Nyon:
    • Durchschnittstempo 13,4 km/h,
    • Herzfrequenz: 124 bpm (Schätzung)
    • Trittfrequenz: 63 u/min
    • Motorleistung: 65%, Fahrerleistung: 35 %
    • Kalorienverbrauch: 160 KCAL (Schätzung)

Einschätzung

Das Beispiel zeigt, dass beide Messmethoden Vor- und Nachteile haben: Der Apple Watch fehlt die Info der Motorleistung, die Bosch Nyon kann die Herzfrequenz nur schätzen. Wirklich konkret sind eigentlich nur zwei Werte:

  • Die Herzfrequenzmessung der Apple Watch
  • Die Messung des Motor-Leistungsanteils durch die Bosch Nyon

Recht ungenau und wenig aussagekräftig ist daher die Herzfrequenzangabe der Bosch Nyon, die mutmaßlich versucht, aus der Eigenleistung, der Steigung bzw. dem Gefälle sowie der Trittfrequenz auf die Herzfrequenz zu schließen. Ebenfalls ungenau ist die die Kalorienschätzung der Apple Watch, da diese den Motoranteil nicht kennt. Ob und wieweit Außentemperatur und Kleidung (und damit auch das Schwitzen) den tatsächlichen Kalorienverbrauch beeinflussen, muss daher gar nicht weiter problematisiert werden.

Zusammenfassend bedeutet dies:

  • Nur die Apple Watch hilft, die Herzfrequenz exakt und in Echtzeit zu prüfen – dies sollte bei anstrengenden Touren regelmäßig erfolgen.
  • Die Nyon hilft vor allem durch die Steuerung der Motorleistung dabei, die individuell optimale Phase durch die passende Dosierung des Motors zu erzielen.
  • Im Hinblick auf das Tracking des Kalorienverbrauchs sind beide Tools nur bedingt aussagekräftig.