Hier sind extra Infos zum Workshop ‘Chips in LEDs’: https://junioriot.nl/de-chips-in-leds/

Dieser Workshop gehört zur Junior IOT Reihe ‘Chips in Schools’. Mehr dazu findest du in unserem Chips in Schools flyer (auf Englisch)

Für wen ist der Workshop?

Für Grundschulen, weiterführende Schulen und die Berufsbildung.

Inzwischen machen auch Erwachsene aus der Chip-Industrie bei diesem Workshop mit. Gemeinsam finden wir: Dieser Workshop ist spannend und wichtig für alle von 7 bis 77 Jahren!

Grundschulen und weiterführende Schulen

Es ist schön zu sehen, wie viel Spaß die Kinder in der Grundschule bei diesem Workshop haben. Für viele fühlt es sich wie ein besonderer Ausflug an. Der Workshop ist leicht verständlich und so aufgebaut, dass Kinder jeden Alters selbst ausprobieren und entdecken können. Durch die vielen Möglichkeiten können die Schüler, zusammen mit ihren Lehrkräften, selbst entscheiden, worauf sie sich an diesem Tag konzentrieren möchten.

Ganz spielerisch lernen die Kinder dabei wichtige Fähigkeiten: forschen, entdecken, Formen erkennen, zusammenarbeiten, herausfinden, was ihnen Spaß macht, und Dinge einfach selbst ausprobieren. Außerdem üben sie technische Fähigkeiten, zum Beispiel den Umgang mit einem Mikroskop und Laptop, das Arbeiten mit einer Pinzette und erste einfache technische Zeichnungen. So sammeln die Kinder Erfahrungen, die ihnen später bei der Wahl von Ausbildung oder Beruf helfen können.

Auch in weiterführenden Schulen passt der Workshop sehr gut. Er kann einfach angepasst werden von einem ersten Kennenlernen von Chips bis hin zu spannenden Einblicken in die Welt der Chips und Mikroelektronik.

Berufsschulen, Fachhochschulen und Universitäten

Die Studierenden erkennen unter dem Mikroskop, welche Techniken in der Halbleiterindustrie verwendet werden. Durch das praktische Arbeiten im Workshop wird die Theorie endlich sichtbar und greifbar.

Fachexperten in der Industrie

Für angehende und erfahrene Experten in der Halbleiterindustrie ist der praktische Chips-Workshop eine echte Augenöffnung. Endlich sehen sie ‘live’ die Materialien, die sie seit Jahren theoretisch besprochen, selbst entworfen und entwickelt haben. Durch die Verbindung zwischen der Mikrowelt und der greifbaren Welt um uns herum wird ihre Arbeit plötzlich viel konkreter und messbarer.

Extra: Tipps, Tricks und Entdeckungen?

Im ‘Chips in LEDs’-Workshop kannst du einige weiterführende Fragen entdecken.

Entdecke Geräte, die Licht geben?

Die meisten Geräte, die Licht geben oder einen Bildschirm haben, nutzen ähnliche Technologie. Schau dich mal um: Gibt es viele solcher Geräte um dich herum? Wäre die Welt anders ohne LEDs?

Mache ein Mikroskop-Foto

Tipp: Mit der Foto-Taste kannst du Bilder für einen Bericht speichern. Dieses Mikroskop macht schöne Bilder mit einer Schärfe von zwei Megapixeln. Du kannst auch eine Kamera mit noch höherer Schärfe verwenden; drücke dann in der Kamera-App auf das Zahnrad und wähle die höchste Auflösung.

Extra: ein LED einschalten

Diese extra Aufgabe musst du nicht machen. Aber es macht Spaß!

Eine normale LED können wir ganz einfach mit einer Batterie anschalten. Manchmal drehst du die Batterie um.

Die kleine LED nennt man SMD-LED. Das steht für ‘Surface Mount Device’ und bedeutet, dass sie keine hervorstehenden Beinchen hat. Das Löten ist dann eine echte Herausforderung.

Glücklicherweise haben wir für die kleine LED eine Lösung gefunden. Du kannst Folgendes machen:

• Wähle den passenden Halter für die LED aus:
  • Die roten, grünen, blauen und weißen LEDs sind am schmalsten. Jede Farbe hat ihren eigenen Halter.
  • Eine RGB-LED ist 1,6 Millimeter breit und hat einen eigenen Halter mit der Aufschrift ‘RGB’.
  • Die ‘Prinzessinnen-LED’ ist 1,8 Millimeter breit. Ihr Halter trägt das Wort ‘BLINK’.
  • Dann gibt es noch eine programmierbare LED mit einem Halter ‘WS2812’.
• Setze die LED in den Halter ein. Schiebe sie ein wenig in die Mitte, damit sie leicht fest sitzt. Dafür ist es praktisch, eine Pinzette zu benutzen.

Nimm einen Batterieblock. Dazu nimmst du auch ein paar Steckdrähte mit einem Stift an beiden Enden. Nimm auch eine Batterie.

• Setze die Batterie an die richtige Stelle.
• Setze den Halter mit der LED in den Batterieblock ein.
• Stecke die Stifte vorsichtig in den Halter und verbinde sie mit der Batterie. Vielleicht musst du die Batterie dabei umdrehen.
• Die Stifte musst du ein bisschen auf der LED hin und her bewegen, damit Licht entsteht.

Leuchtet die LED jetzt?

Extra: Druckwerke untersuchen?

Mit dem Mikroskop kannst du entdecken, wie Dinge aufgebaut sind. Besonders interessant ist Papier mit Bildern. Wie wurden die Bilder auf das Papier gemacht?

Und wo kommen dann diese Pünktchen her?

Mit dem Mikroskop kannst du wunderbar untersuchen, wie Druckwerke hergestellt sind. Du entdeckst, dass Drucke oft aus kleinen Pünktchen bestehen und zwar nur aus drei oder vier Farben.

Diese Pünktchen sind für uns sehr praktisch! Wenn du diesen Workshop schon einmal gemacht hast, merkst du vielleicht, dass es manchmal schwierig ist, den Fokus ganz scharf zu stellen. Dafür nutzen wir gerne das gelbe Stück auf einer Junior IOT Karte oder einem Flyer. Unter dem Mikroskop ist dieses gelbe Stück gar nicht wirklich gelb.

Die Pünktchen in diesem Muster helfen dir, den Fokus schön scharf einzustellen. Wir finden es cool, dass wir dieses Muster von der Junior IOT Karte auch als Hintergrund für unsere schönsten Fotos verwenden.

Mit einem besonders starken Mikroskop sehen wir, dass die roten Pünktchen auf manchen Drucken sehr kompliziert aussehen können:

So kannst du entdecken, dass die Muster bei jedem Drucker und jeder Druckerei unterschiedlich sein können.

Extra: Neue Wörter aus diesem Workshop

Diese extra Aufgabe musst du nicht machen. Aber sie ist trotzdem interessant!

Wir haben durch den durchsichtigen Teil der LED gesehen, was alles darin enthalten ist. Einige dieser Dinge sind auch sehr wichtig, zum Beispiel bei der Herstellung von Chips. Ohne Chips könnten deine Computer, Handys und viele andere Dinge nicht funktionieren.

Zähle einmal, wie viele dieser Dinge du gesehen hast? Wir geben dir gleich den komplizierten Namen. Diesen musst du nicht behalten.

• Die Außenseite. Hast du gesehen, dass sie aus durchsichtigem Material ist? Alle Teile sind darin fest verpackt. In der Chip-Industrie nennt man das ‘Packaging’.
• Verbindungsdrähte. So wird die elektrische Verbindung zwischen den Teilen hergestellt. Die Die Drähte sind 0,015 Millimeter breit. Das sind 15 Mikrometer oder 15 μm. Die Verbindung heißt ‘Wire Bonding’.
• Die LED-Chip. Das ist das kleine Teil, das Licht abgibt, zum Beispiel rot, grün oder blau. Dies ist ein Stück Halbleitermaterial, das in der Fabrik noch als große runde ‘Wafer’ zusammenhängt. Diese ‘Lichtblöcke’ sind also eigentlich selbst auch ein Chip.
• Chip. In den Blink-LEDs und auch im speziellen WS2812 findest du auch einen Steuerchip. Dies nennen wir oft einfach ‘den Chip’. Er sorgt dafür, dass die gewünschten Farben eingeschaltet werden. Er ist aus Halbleitermaterial hergestellt, das in der Fabrik während der Produktion noch als große runde ‘Wafer’ zusammenhängt.
• Halbleiter-Schaltung. Alle elektrischen Verbindungen ergeben einen Stromkreis. Auch auch auf dem Steuerungschip befindet sich, auf dem Halbleiterblock, ein Schaltkreis. Unter unserem Mikroskop sehen wir die oberste Schicht. So eine Schaltung besteht aus vielen Schichten und Linien übereinander. In einem anderen Workshop können wir das genauer anschauen aber dafür braucht man ein stärkeres Mikroskop.

Mit den Beschreibungen oben kannst du jetzt schön im Internet nachschauen, wie alles genau funktioniert!

Und weiter?

Nach diesem Workshop gibt es noch viele spannende Herausforderungen.

• Schaffst du es, auch eine mehrfarbige LED zum Leuchten zu bringen?
• Kannst du eine WS2812 NeoPixel LED programmieren?
• Können wir unter einem besonders starken Mikroskop die Buchstaben auf dem Chip in der Prinzessinnen-LED finden?
• Können wir selbst eine Schaltung auf einem Halbleiterchip herstellen?

Ich bin gespannt, wie weit wir kommen.