Dit is de extra info bij de Chips in Leds workshop: https://junioriot.nl/chips-in-leds/

Deze workshop is onderdeel van de Junior IOT ‘Chips in Schools’ serie. Lees hierover meer in onze Chips in Schools flyer (engelstalig)

Doelgroepen

We hebben deze workshop gemaakt voor leerlingen op het PO en VO, voor studenten in het MBO/HBO. En inmiddels doen ook volwassenen uit de chips industrie mee aan deze workshop. Samen komen we tot de conclusie: Deze workshop is belangrijk voor publiek van 7 t/m 77 jaar!

Basisscholen en voortgezet onderwijs

Het is mooi om te zien hoe de kinderen op de basisscholen genieten van deze workshop. De leerlingen ervaren dit echt als een speciaal uitstapje. De workshop is super toegankelijk, en de workflow laat leerlingen van alle leeftijden zelf met de materie spelen. Met de brede variatiemogelijkheden en aanknopingspunten kunnen leerlingen, maar ook hun begeleiders, zelf kiezen waar ze vandaag de focus willen leggen.

Spelenderwijs komen een aantal belangrijke basisvaardigheden aan bod: onderzoeken, ontdekken, vormen zien en herkennen, samenwerken, ‘wat vind ik leuk’ en zelf durven doen. Technische vaardigheden gaan over het bedienen van een machine (de microscoop) in combinatie met de laptop, het manipuleren van kleine onderdelen met een pincet, en een eerste aanzet voor het tekenen van technische onderdelen. De ervaring helpt de leerlingen ongemerkt zich voor te bereiden op latere studie- en beroepskeuzes.

Op het VO is deze workshop soepel op te schalen van een eerste herkenning van chips, tot duidelijke handvatten en inzichten in de onderdelen die we tegenkomen in het werkveld van chips en micro-electronica.

MBO, HBO en WO

Studenten herkennen op microscopische schaal welke technieken worden gebruikt in de semiconductor industrie. Door hands-on ervaring in deze workshop wordt de theorie nu eindelijk tastbaar.

Vakexperts in de industrie

Voor de aankomende- en vakvolwassen experts in de semicon industrie is de hands-on chips workshop een echte eye-opener. Eindelijk zien ze ‘live’ de materialen die ze al jaren in theorie hebben besproken, zelf hebben ontworpen en ontwikkeld. Door de brug te leggen tussen de micro-wereld en de tastbare wereld om ons heen, voelt het werk wat ze doen opeens meer tastbaar en meetbaar.

Extra: tips, truuks en ontdekkingen?

In de Chips in Leds workshop kan je een aantal vervolgvragen ontdekken.

Ontdek apparaten die licht geven?

De meeste apparaten die licht geven, of waar een schermpje op zit, gebruiken vergelijkbare technologie. Kijk eens om je heen. Zijn er om jou heen veel van deze apparaten? Zou de wereld anders zijn zonder leds?

Maak een microscoop foto

Tip: Met de foto-knop kan je afbeeldingen opslaan voor een verslag. Deze microscoop maakt mooie afbeeldingen met een scherpte van twee megapixel. Je kunt ook een camera gebruiken met een nog hogere resolutie; druk dan in de camera app op tandwieltje, en kies de hoogste resolutie.

Extra: Een led aanzetten

Deze extra opdracht hoef je niet te doen. Maar het is wel leuk!

Een gewone led kunnen we makkelijk met een batterij aanzetten. Soms draai je de batterij om.

Het kleine ledje noemen we een SMD led. Dat betekent in het Engels ‘Surface Mount Device’, wat betekent dat deze geen uitstekende pootjes heeft. Solderen is dan een uitdaging.

Gelukkig hebben we voor het kleine ledje een oplossing bedacht. Je kunt het volgende doen:

• Kies het houdertje dat bij het ledje past:
  • De rode, groene, blauwe en witte led zijn het smalst. Deze hebben per kleur een eigen houder.
  • Een RGB led is 1,6 millimeter breed, en heeft een eigen houdertje met de letters ‘RGB’.
  • De prinsessen led is 1,8 millimeter breed. Het houdertje heeft het woord ‘BLINK’.
  • Dan is er nog een ‘programmeerbare’ led met een houdertje ‘WS2812’.
• Doe het ledje in het houdertje. Je moet het even naar het midden schuiven zodat het een beetje vast komt te zitten. Het is handig als je daarvoor een pincet kunt gebruiken.

Pak een batterij blokje. Daarbij pak je ook een paar prikdraadjes met aan beide kanten een pennetje. Pak ook een batterij.

• Doe de batterij op de goede plek.
• Doe het houdertje met het ledje in het batterij blokje.
• Steek de pennetjes voorzichtig in de houder en verbind deze met de batterij. Misschien moet je de batterij omdraaien.
• De pennetjes moet je even wiebelen op het ledje om licht te maken.

Doet het ledje het nu?

Extra: Drukwerk onderzoeken?

Met de microscoop kan je ontdekken hoe dingen in elkaar zitten. Vooral het papier met afbeeldingen zijn interessant om te onderzoeken. Hoe zijn de afbeeldingen op het papier gemaakt?

En waar komen die stippeltjes dan vandaan?

Met de microscoop kan je heerlijk onderzoeken hoe drukwerk is gemaakt. Je ontdekt dat drukwerk vaak is opgebouwd uit stippeltjes van maar drie of vier kleuren.

Die stippeltjes zijn voor ons best handig! Als je deze workshop al eens hebt gedaan, dan merk je dat het soms lastig is om de focus scherp te krijgen. We gebruiken daarvoor dan graag het gele stukje op een Junior IOT kaartje of folder. Onder de microscoop is het gele stukje helemaal niet geel:

De stipjes in dit patroon helpen je om een mooie, scherpe focus te vinden. We vinden het stoer om dit patroon van het Junior IOT kaartje ook als achtergrond te gebruiken voor onze mooiste foto’s.

Met een extra sterke microscoop zien we dat de rode stippels er op sommige afdrukken erg ingewikkeld uit kunnen zien:

Zo kan je ontdekken dat de patronen bij elke printer en elke drukker verschillend kunnen zijn.

Extra: Nieuwe woorden bij deze workshop

Deze extra opdracht hoef je niet te doen. Maar het is wel interessant!

We hebben door het doorzichtige gedeelte van de led gezien wat er allemaal binnenin zit. Een aantal van deze dingetjes zijn ook super belangrijk bij bijvoorbeeld het maken van chips. Zonder chips kunnen jouw computers, telefoons en heel veel andere dingen niet werken.

Tel eens hoeveel van deze dingen je hebt gezien? We geven je meteen de ingewikkelde naam. Dat hoef je niet te onthouden.

• De buitenkant. Heb je gezien dat deze van doorzichtig materiaal is? Alle onderdelen zitten hierin stevig verpakt. In de chips industrie heet dit de packaging.
• Verbindings draadjes. Zo wordt de electrische verbinding gemaakt tussen de onderdelen. De draadjes zijn 0,015 millimeter breed. Dit is 15 micrometer of 15 μm. De verbinding heet Wire Bonding.
• De led-chip. Dit is het kleine stukje dat licht geeft, bijvoorbeeld rood, groen of blauw. Dit is een stukje halfgeleider materiaal, wat in de fabriek nog als een grote ronde ‘wafer’ aan elkaar zit. Deze ‘licht blokjes’ zijn dus eigenlijk zelf ook een chip.
• Chip. In de Blink ledjes en ook in de speciale WS2812 vind je ook een besturingschip. Dit noemen we vaak gewoon ‘de chip’. Deze zorgt ervoor dat de gewenste kleuren worden aangezet. Het is gemaakt van een halfgeleider materiaal, wat in de fabriek tijdens de productie nog als een grote ronde ‘wafer’ aan elkaar zit.
• Halfgeleider circuit. Alle electrische verbindingen zijn een circuit. En ook op de besturingschip zit, op het halfgeleider blokje, een circuit. Onder onze microscoop zien we het bovenste laagje. Zo’n circuit is opgebouwd uit heel veel laagjes en lijntjes over elkaar. In een andere workshop kunnen we daar naar kijken, maar dan heb je wel een sterkere microscoop nodig.

Met de beschrijvingen hierboven kan jij nu mooi op het internet opzoeken hoe alles precies werkt!

En verder?

Na deze workshop hebben we nog veel interessante uitdagingen.

• Lukt het jou om ook een meerkleuren led aan te zetten?
• Kan je een WS2812 NeoPixel led programmeren?
• Kunnen we onder een extra sterke microscoop de letters vinden op de chip in de prinsessen led?
• Kunnen we zelf een circuit maken op een halfgeleider chip?

Ik ben benieuwd hoe ver we komen.