風越強發電越多，LED越亮，這簡單
但我們希望更有戲劇性地呈現風越強，LED亮越多顆
而且是像分數一樣慢慢往上衝！
這時就必須從新開始思考如何設計這樣的教具了
腦袋至少有四種接法
1.用基納二極體將發電出來的電壓分段輸出
2.直接用電阻分壓
3.用OPA比較器來偵測輸出電壓
4.串接取樣電阻擷取不同風速的電壓
5. ...
6. ...
第1、2種最直接，也符合風越強發電越多的直觀概念
但真正操作後才發現科學在真實世界很骨感...
教具用的風機(USB小風扇)功率實在太小
無負載的情況下，電壓確實和風速呈現正相關
但一旦接上負載(LED)，壓降十分明顯
電壓在有負載的情況下根本上不去
LED有更亮，表示風機的輸出功率有增加
但電壓上升並不明顯，主要是增加電流輸出
這跟風機本身的設計有關，有點複雜，就不在這邊說
有機會開另一篇再來詳談
因此這兩種方法直接放棄了
第3、4種其實是作弊
因為真正讓LED亮的不是風機，而是外接電源
但回到原點想，其實我真正要做的是風速計
只是用輸出電壓來代表風扇的轉速
這樣想就釋懷了...(其實是找臺階下)
OPA的方法應該相對比較簡單
但OPA要驅動LED至少要3V比較容易
因此要先加強風機的輸出電壓才行
這部分簡單，之前就已經做過
利用耦合電感來增壓就可以，可以看這篇
再將增壓後的訊號經過整流二極體之後輸入OPA的反向比較端
當反向比較端的電壓越高，OPA輸出的電壓越低
LED(負極接在OPA輸出端)就會越亮
調整正向輸入端的參考電壓，就可以在不同風速(電壓)的情況下點亮不同的LED
這樣的電路共四組，就可以分別代表四種不同的風速
電路圖如下
實測影片
搞定啦!!
大概死了五千萬個腦細胞...
