Bij deze workshop kijken de leerlingen met microscopen naar kleine ledjes. De leds kennen ze al van de Junior IOT soldeeroefeningen. De prinsessen ledjes en de RGB leds blijken heel speciaal.

Met de microscoop maken we een ontdekkingstocht om te ontdekken wat daar allemaal in zit. Misschien proberen we ook een mini lichtje aan te zetten.

Dit weet je al:

In de Junior IOT workshops hebben we al eerder gewerkt met leds en batterijen. Een led geeft licht. De buitenkant lijkt wel gemaakt van plastic. De meeste ledjes hebben twee pootjes. Je kunt ze aanzetten met een batterij. Soms moet je ze dan even omdraaien.

Dan hebben we ook de RGB led, dat is die doorzichtige met vier pootjes. Sommige van jullie hebben deze al gebruikt. Het langste pootje gaat aan de ene kant van de batterij, en de andere drie pootjes zijn dan voor rood, groen en blauw.

De prinsessen led heeft twee pootjes, en geeft toch verschillende kleuren. Daar zit vast iets ingewikkelds in om de kleuren te wisselen.

Het werkblad

Bij deze workshop is het leuk om de Junior IOT werkbladen te gebruiken. Je legt de spullen op het werkblad. Daarna kan je het blad niet meer omdraaien. Om toch te kijken wat er op de achterkant staat kan je ook hier op het werkblad klikken.

 

Heel kleine ledjes

Voor deze workshop hebben we hele kleine ledjes meegenomen. Die werken eigenlijk hetzelfde. We kunnen deze makkelijk met de microscoop bekijken. In deze workshop hebben we verschillende soorten door elkaar gedaan. Deze zijn kleiner dan 2 millimeter.

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?

De microscoop

We gebruiken in deze workshop een USB microscoop. Deze moet je eerst op je computer aansluiten om het beeld te kunnen bekijken.

• Steek de USB stekker van de microscoop in je computer.
• Druk op de ‘Windows’ toets, type ‘cam’, en open de camera viewer.
• Klik in het scherm rechts boven op een pijltjes knop om de camera van de microscoop te zien.

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.

De Junior IOT microscoop standaard

De standaard gebruik je om kleine dingen te kunnen onderzoeken. In het plaatje hieronder zie je een paar nummertjes. Die horen bij deze uitleg:

1. Het dingetje wat je wilt onderzoeken leg je op het onderzoeks plekje.
2. Met de gekleurde draaiknop breng je de microscoop dichterbij of verder weg. Dit heet ‘Zoom’. De middenstand is goed om mee te beginnen. Dat is ongeveer 3 centimeter vanaf het dingetje wat je wilt bekijken.
–> Verder zorgt ervoor dat je meer ziet
–> Dichterbij krijg je een grotere afbeelding.
3. Met ‘Lock’ zorg je ervoor dat de hoogte niet meer verandert.
4. Met de klimmende draaiknop op de microscoop zorg je dat het beeld scherper wordt. Dit heet ‘Focus’.

Nu weet je hoe je deze microscoop kunt gebruiken.

Ledjes onderzoeken en sorteren

Zo, nu kan je iets onderzoeken. We hebben voor elke werkplek verschillende ledjes verzameld.

• Je werkt hierbij op het werkblad. Zorg dat je deze niet verschuift.
• Pak het bakje ledjes ‘Mix’.
• Bekijk elk ledje.
• Leg het ledje op het werkblad bij het bijpassende plaatje.

De ronde ‘parkeerplekjes’ bij de plaatjes hebben meestal de kleur van het ledje: Rood, groen, geel, blauw, wit, RGB, een prinsessen led met snelle mix kleuren en een prinsessen led met een rustigere blink.

Zelf tekenen wat je ziet

Bij sommige ledjes is er nog geen plaatje.

• Voor elk ledje zonder plaatje maak je een tekeningetje.
• Ga voorzichtig door met sorteren.

Je ontdekt dat je best voorzichtig wilt werken om de dingetjes niet door elkaar te gooien.

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:

• Pak een houdertje wat past bij het ledje:
  • 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?

Waarvoor is nou dat kaartje?

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:

Het stipjes patroon helpt je dan om een mooie, scherpe focus te vinden. We vinden het stoer om dit 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:

Extra: Lastige woorden voor wat we hebben gezien

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 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 wat licht geeft, bijvoorbeeld rood, groen of blauw. Dit is een halfgeleider materiaal.
• Chip. In de Blink ledjes en de speciale WS2812 vind je ook een besturingschip. Dit noemen we vaak gewoon ‘de chip’. Deze zorgt ervoor dat de gewenste kleuren worden aangzet. Het is gemaakt van een halfgeleider materiaal. Dat zit dan op het blokje halfgeleider materiaal, wat we ook wel semiconductor materiaal noemen.
• Halfgeleider circuit. Alle electrische verbindingen zijn een circuit. En ook op de besturingschip zit, op het halfgeleider blokje, een circuit. 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.

Psst, vanuit Junior IOT verzorgen we graag deze workshops op jouw school. Onze vakdocenten komen dan graag naar je toe. Vraag naar onze afspraken of kijk in onze algemene voorwaarden welke workshops je zelf mag uitvoeren.