Wij gaan een advies presenteren aan mevrouw Hagenbeek. Dit moeten we natuurlijk goed voorbereiden. Hiervoor gaan wij ons verdiepen in het onderwerp microchip en biochip, wij gaan op bezoek bij VDL, wij moeten een mening vormen en tenslotte moeten wij daar een advies van maken dat wij gaan presenten aan mevrouw Hagenbeek.
Je start dit project met het aanleren van basiskennis over de microchip. Je gaat een werkstuk maken en leert over de verschillende onderdelen op het werkstuk. Daarna ga je aan het werk met de grote opdracht.
Wij willen het werk wel wat verdelen dus je werkt in groepjes van 4. In ieder groepje kies je 1 voorzitter.
De opdracht is groot dus het is dus belangrijk dat je overzicht houdt over alles wat wij leren. Dit houden doen wij bij in een Werkmap. Deze Werkmap kan je dan weer gebruiken als je je mening gaat vormen en bij de voorbereiding van de presentatie.
Planning
Les
1
- Groepjes van 3 met een voorzitter maken
- Werkmap uitleggen waar spullen in bewaard worden
Jullie gaan in tweetallen een aantal elektrische schakelingen bouwen en hier een aantal vragen over beantwoorden. Jullie leren hiermee onder andere wat er bij het onderwerp “elektriciteit” komt kijken als je later natuurkunde hebt op school. Dat is natuurlijk niet het enige!
Je laptop, je PlayStation, je mobiele telefoon en al je andere elektrische apparaten, beginnen op papier. Een team van ontwikkelaars maakt tekeningen van hoe alle onderdelen van zo’n apparaat geschakeld moeten worden. Zo’n tekening heet een schakelschema. De tekeningen hieronder zijn wat eenvoudiger dan een PlayStation, maar het is een begin!
De legenda hierboven kun je gebruiken om te kijken welke onderdelen er in de schakelschema’s worden bedoeld. Je zult zien dat verschillende manieren van aansluiten, ook verschillende uitwerkingen heeft.
Opdracht 1 Schakeling 1
Maak onderstaande schakeling:
Beantwoord de vragen:
Als je de schakelaar indrukt, dan branden beide lampen. WAAR / NIET WAAR
Als je het ene lampje losdraait, blijft het andere lampje branden WAAR / NIET WAAR
De schakelaar staat nu aangesloten op positie 1 (zie tekening). Zet de schakelaar nu op positie 2 (dus tussen de lampjes).
3. Als je de schakelaar nu indrukt, gebeurt er iets anders. WAAR / NIET WAAR
Zet de schakelaar nu op positie 3.
Als je de schakelaar nu indrukt, gebeurt er wel iets anders. WAAR / NIET WAAR
Het maakt bij deze schakeling niet uit waar de schakelaar staat WAAR / NIET WAAR
Opdracht 2 Schakeling 2
Maak nu deze schakeling:
Beantwoord de vragen:
Als je de schakelaar indrukt, dan branden beide lampen WAAR / NIET WAAR
De lampjes branden nu feller dan bij de vorige schakeling WAAR / NIET WAAR
Als je het ene lampje losdraait, blijft het andere lampje branden WAAR / NIET WAAR
De schakelaar staat nu aangesloten op positie 1 (zie tekening). Zet de schakelaar nu op positie 2 (dus naast het eerste lampje).
4. Als je de schakelaar nu indrukt, gebeurt er iets anders WAAR / NIET WAAR
Zet de schakelaar nu op positie 3, dus naast het tweede lampje.
Als je de schakelaar nu indrukt, gebeurt er weer iets anders WAAR / NIET WAAR
Het maakt bij deze schakeling niet uit waar de schakelaar staat WAAR / NIET WAAR
Bewaar de antwoorden in je werkmap!
EXTRA: Ontwerpopdracht
Auto’s hebben mistverlichting. Deze verlichting is noodzakelijk als het zicht op de weg erg slecht is. Deze mistverlichting kan met een schakelaar worden aangezet, maar kan pas aan als de gewone verlichting al is ingeschakeld.
Bedenk een ontwerp voor een schakeling die dat kan!
Laat je tekening goedkeuren. Als er dan nog tijd is, mag je de schakeling ook bouwen! Nodig:
- 1 batterij
- 2 schakelaars
- 2 lampjes
- 6 draden
Eisen:
- Lamp 1 moet je gewoon aan en uit kunnen zetten
- Lamp 2 moet alléén aankunnen, als lamp 1 al aan staat
Tip:
1b. Praktische opdracht 'De transistor'
Je gaat nu een knipperlicht maken. Zo krijg je een goede indruk van de werking van de verschillende onderdelen. Van je docent krijg je instructie over het werkstuk.
Dit schema wordt met een batterij van 4,5 V aangestuurd. Let op dat de NPN-transistor op de juiste polen zijn aangesloten. Anders kan het gebeuren dat er bouwelementen kapot gaan. Ook de diode (LED) heeft een poling en moet juist aangesloten worden.
Functie van de schakeling
De elektrische stroom stroomt altijd van de plus-pool naar de min-pool en neemt daarbij de weg van de minste weerstand (= technische stroomrichting)
De knipperlichtschakeling is een kiepschakeling. De schakeling springt tussen twee standen heen en weer. De kiepfrequentie is afhankelijk van de waarden van de bouwelementen C1 en C2 maar ook van R1 en R2.
Door het inschakelen van de spanning wordt eerst transistor T1 doorgeschakeld. Daardoor valt de stroom bij collector C van transistor T1 weg. Deze verandering wordt door condensator C1 gecompenseerd.
De condensator C1 draagt de spanningsverandering over aan de basis B van transistor T2. Daar- door wordt transistor T2 geblokkeerd (negatieve potentie). Nu wordt de condensator C1 via de weerstand R1 omgeladen. Wanneer de spanningswaarden groot genoeg zijn schakelt deze door.
Deze voortgang wordt steeds weer herhaald. Daardoor ontstaat het knipperen van de schake- ling.
1c. De transistor
Opdracht
Maak een samenvatting in eigen woorden van het bovenstaande filmpje en stop dit in je werkmap.
Transistor is een afkorting van "transfer resistor" wat overdrachtsweerstand betekend. De transistor is een component waaruit 3 elektrische aansluitingen komen. Deze worden B (basis), C (collector), en E (emitter) genoemd.
Een transistor is een elektronisch onderdeel dat een elektrische trilling kan versterken. De transistor bestaat uit een kristal van een halfgeleider in een afgesloten omhulling van metaal of kunststof. Er zijn in het algemeen drie aansluitingen elektroden genoemd. Aan een daarvan (de emitter) wordt het te versterken signaal toegevoerd, aan de tweede (collector) kan het versterkte signaal worden onttrokken, de derde aansluiting is voor beide signalen gemeenschappelijk (basis).
Tussen de emitter en basis en tussen de collector en basis bevindt zich een diode.
Over de basis-emitter-diode wordt een positieve spanning gelegd, zodat vrije elektronen uit de emitter (N) in de basislaag (P) terecht komen. De basis-emitter-diode opent. Doordat het emittermateriaal talrijke vrije elektronen bezit, wordt de zeer dunne basislaag zodanig overspoeld, dat de elektronen ook in de PN-overgang tussen basis en collector dringen, hoewel deze zich in spertoestand bevindt. Eenmaal in deze overgang worden de vrije elektronen door de positieve collector aangetrokken; er vloeit een collectorstroom. De basis-emitter-stroom heeft een collector-emitter-stroom tot gevolg.
Bij alle transistoren geldt: basis stroom+ collector stroom = emitter stroom
basisstroom
collectorstroom
emitterstroom
Dit is een tekening van de veel gebruikte BC547 transistor (ongeveer 4 keer vergroot)
Een simpele transistor is ongeveer 15 eurocent.
In een schema wordt een transistor als letter aangegeven met T1, T2, etc. en als symbool met:
of
Hoe het werkt
Als je een spanningsbron schakelt tussen de C en E draden, dan laat de transistor geen stroom door zoals hier te zien is (fig. 1).
Als je de transistor schakelt tussen B en E is er kortsluiting. Wanneer je een zekere stroom erdoor wilt laten vloeien, moet je een batterij en een weerstand gebruiken (fig. 2).
Indien men een stroom van IB amperes tussen B en E jaagt, dan zal de transistor aanvaarden een stroom van IC = � . IB amperes tussen C en E door te laten (fig. 3). In dit geval bedraagt � ongeveer 100.
De elektronische schema's die overeenkomen met figuren 1, 2 en 3 worden voorgesteld door figuren 4, 5 en 6 :
Nota : voor wie deze schakelingen zou willen uitproberen : een enkele batterij van 9 Volts kan hetzelfde doen als de twee batterijen (fig. 7 en 8) :
De richting van de stroom is voor een transistor erg belangrijk, plaats dus de draden aan de juiste pool. De BC547 is eigenlijk een te kleine transistor om een lamp te laten gloeien. Je kunt daarom misschien beter een sterkere transistor gebruiken, bijvoorbeeld de BD649 (hier ongeveer 2 keer vergroot).
Als je de draden verkeerd (fout) plaatst, of als je de transistor te warm laat worden kan deze verbranden. Pas hiervoor op als je gaat solderen of een transistor overbelast.
De reden voor het systematisch 0,7 Volts aftrekken van de UBE spanning is dat huidige bipolaire transistoren een "parasiete" diode bevatten. De afgetrokken spanning hangt af van het soort halfgeleider dat men gebruikt : 0,7 Volts voor silicium, 0,2 Volts voor germanium.
Van transistor naar microchip
Demonstratie
Om een idee te krijgen hoe een microchip er van binnen uit kan zien, verzamel je vijf werkstukken van je medeleerlingen. Daarnaast krijg je van je docent het model 'de kerstboom'.De aansluitingen van de kerstboom staan voor de pootjes van de microichip. De vijf werkstukken staan voor de schakeling in de microchip.
Sluit de draden van de kerstboom met de krokodillenklemmen aan op de polen van de ledjes (rood = + & zwart = -).
Sluit nu de batterijen aan op het werkstuk.
Opdracht
Omschrijf wat je ziet en leg uit waarom dit een voorbeeld van een microchip kan zijn.
2a. Film "De Microchip"
Opdracht
Maak een samenvatting in eigen woorden van het bovenstaande filmpje en stop dit in je werkmap.
2b. Film VDL
3. Hoofdopdracht
Inleiding
wij gaan een advies presenteren aan mevrouw Hagenbeek. Dit moeten we natuurlijk goed voorbereiden. Hiervoor gaan wij ons verdiepen in het onderwerp microchip en biochip, wij gaan op bezoek bij VDL, wij moeten een mening vormen en tenslotte moeten wij daar een advies van maken dat wij gaan presenten aan mevrouw Hagenbeek.
Wij willen het werk wel wat verdelen dus je werkt in groepjes van 4. In ieder groepje kies je 1 voorzitter.
De opdracht is groot dus het is dus belangrijk dat je overzicht houdt over alles wat wij leren. Dit houden doen wij bij in een Werkmap. Deze Werkmap kan je dan weer gebruiken als je je mening gaat vormen en bij de voorbereiding van de presentatie.
Opdracht
Maak een presentatie waarin je advies geeft aan mevrouw Hagenbeek. Je vertelt bij je advies welke argument er voor en tegen waren. Daarnaast vertel je ook wat je in het project hebt geleerd op basis van je werkmap en hoe de samenwerking is verlopen.
Je hebt 15 minuten de tijd voor je presentatie. De presentatie doe je op een SMART-board dus maak je presentatie digitaal en bewaar deze op een Memory-stick. Tijdens de presentatie komt iedereen in het groepje aan het woord.
Beoordelingsformulier Presentatie
Onderdeel
Uitleg
O/V/G
Samenwerking
Is er een voorzitter gekozen
Kunnen de leerlingen positieve punten van de samenwerking benoemen
Kunnen de leerlingen leerpunten voor de samenwerking benoemen
Wat heb je geleerd
Zie je de volgende punten terug
Praktische opdracht
Onderzoek
Gastles Ethiek
Excursie VDL
Argumenten
Leerlingen kunnen argumenten voor het bouwen van de machine benoemen
Leerlingen kunnen argumenten tegen het bouwen van de machine benoemen
Advies
Leerlingen hebben hun advies onderbouwd met argumenten
Leerlingen latten kennis die ze hebben geleerd terug komen in hun advies.
Presentatie
Komt iedereen tijdens de presentatie ongeveer even veel aan het woord
Is de presentatie netjes en zonder spelfouten
Neemt de leerling de rol van presentator/gastheer aan
Bonus
Heeft de groep iets extra`s gedaan om de presentatie interessant en origineel te maken.
4. Onderzoek
Je gaat onderzoek doen. Elk groepje kiest één van onderstaande onderwerpen. Onder deze knop (4) vind je deelvragen. Deel je informatie met je medeleerlingen en bewaar je informatie in je werkmap.
Verleden
Heden
Toekomst
Verleden
Opdracht
Hieronder vind je verschillende deelvragen. Bedenk zelf twee deelvragen. Geef in eigen woorden een uitgebreid antwoord op de vragen en stop dit in je werkmap.
Waar worden microchips van gemaakt?
Waar werden de allereerste microchips voor gebruikt?
Heden
Opdracht
Hieronder vind je verschillende deelvragen. Bedenk zelf twee deelvragen. Geef in eigen woorden een uitgebreid antwoord op de vragen en stop dit in je werkmap.
Waar worden microchips tegenwoordig veel voor gebruikt?
Wie is VDL?
Wat doet VDL op het gebied van microchips?
Wie is ASML?
Wat doet ASML op het gebied van microchips?
Toekomst
Opdracht
Hieronder vind je verschillende deelvragen. Bedenk zelf twee deelvragen. Geef in eigen woorden een uitgebreid antwoord op de vragen en stop dit in je werkmap.
Welke nieuwe ontwikkelingen zijn er op het gebied van microchips?
Waar worden microchips in de toekomst voor gebruikt?
Wat is een biochip en waar wordt het voor gebruikt?
5. Gastles Ethiek
Piet van der Ploeg geeft een workshop over ethiek.
We gaan samen onderzoeken wat morele vragen zijn en uitproberen hoe je morele vragen kunt beantwoorden.
We kijken vooral naar morele vragen die te maken hebben met technologie (nieuwe technische ontwikkelingen).
Opdracht
Verzamel vragen die je in Almelo gaat stellen aan de medewerkers van VDL.
Begrippenlijst
regel, wet
Bijvoorbeeld als iets verboden is door de wet (zoals door rood rijden) of niet mag van je ouders (zoals laat thuis komen)
is het niet goed om het te doen. Of als iets zo hoort volgens je geloof (zoals bidden voor het eten) is het goed om het te doen.
wat werkt
Bijvoorbeeld als iets de handigste manier is om het te doen (zoals iemand die ver weg woont bellen in plaats van erheen fietsen) is het goed om het te doen. Of als iets gemakkelijk en geschikt is (zoals een konijn als huisdier in plaats van een ijsbeer) is het goed. Of als iets het meest oplevert (zoals een tandarts met verstand van gebit en kaak in plaats van een kwakzalver) is dat goed.
zorg, welzijn
Bijvoorbeeld als iets het beste is voor anderen, anderen helpt, anderen beschermt, is het goed (zoals geen pinguïn in huis nemen, geen vlees eten, geen klasgenoten pesten, wel bejaarden helpen oversteken).
wens, wil
Bijvoorbeeld als een ander het graag wil, is het goed (zoals wanneer je een ander zijn zin geeft om hem of haar of een ander zelf laat kiezen).
smaak
Bijvoorbeeld als het lekker of mooi of aantrekkelijk is, is het goed (zoals goede muziek, een goede film, goede milkshake)
6. Excursie VDL
Je gaat een bezoek brengen aan VDL in Almelo. Neem hiervoor de vragen mee die je verzameld hebt tijdens de gastles ethiek. Heb je zelf ook vragen over het bedrijf? Schrijf ze op en stel ze tijdens de excusie.
7. Advies naar VDL
Opdracht
a. Je gaat nu een mening vormen en een advies geven aan VDL. Maak hiervoor gebruik van de verzamelde informatie uit je werkmap en van de volgende documenten.
b. Je hebt nu samen met je groepje een mening gevormd. Je maakt nu de presentatie. Kijk hiervoor terug op deze Wikiwijs naar knop: Hoofdopdracht.
Voor de docent
Beste collega,
Hieronder vind je informatie over het project en geven we je tips om de leerlingen tijdens de lessenserie te begeleiden. We hebben geprobeerd dit zo compleet mogelijk te maken.
VDL: Contactpersoon: Annette Hagenbeek
Agenda wordt beheerd door Mirjam Luchies
Telefoon: 0546 540276
Gastles Ethiek: Contactpersoon: Piet van der Ploeg (man van Laurence)
Het arrangement Toekomst van de Microchips is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Martijn de Haan
Laatst gewijzigd
2017-02-01 19:23:02
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen
3.0 Nederland licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie
onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of
bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
of 
Demonstratie
