„Invent a Chip“-Wettbewerb: Schüler entwickeln Chips für Bienenstöcke und Strom aus Jalousien

| Redakteur: Michael Eckstein

Zukunftsträchtig: Diese Schülerinnen und Schüler starten ins Praxistraining von "Invent a Chip", einem vom VDE und BMBF initiierten Wettbewerb für junge Tüftler.
Zukunftsträchtig: Diese Schülerinnen und Schüler starten ins Praxistraining von "Invent a Chip", einem vom VDE und BMBF initiierten Wettbewerb für junge Tüftler. (Bild: VDE Anja Rottke)

Von Solar-Jalousien bis zur automatischen Klorollen-Kontrolle: Über 2000 Schüler beteiligen sich mit interessanten und teils skurrilen Ideen am Wettbewerb „Invent a Chip“. VDE und BMBF schicken zehn Teams ins Praxistraining an die Uni.

Der ergonomische Arbeitsplatz ist intelligent und chipgesteuert, der Bienenstock wird künftig automatisch überwacht und Solarzellen erzeugen Strom in Mikrocontroller-gesteuerten Jalousien, die vor zu viel Sonnenschein schützen: Bei dem weltweit einmaligen Wettbewerb „Invent a Chip“, den der Technologieverband VDE gemeinsam mit dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) veranstaltet, entwickeln Schülerinnen und Schüler Mikrochips, die jedes Jahr gestandene Wissenschaftler zum Staunen bringen. Über 2000 Schülerinnen und Schüler der Klassen acht bis dreizehn von allgemein- und berufsbildenden Schulen beteiligten sich an dem Wettbewerb, der bereits zum 17. Mal stattfindet.

Lernen von Profis: Schüler wechseln zur Uni

Zur Teilnahme waren bundesweit 3.000 Schulen aufgerufen. Aus den vielen Einreichungen wählte die Jury die zehn besten Entwürfe aus. Die nominierten Schülerteams wechseln jetzt für einen Workshop zur Uni. Experten am Institut für Mikroelektronische Systeme (IMS) der Leibniz Universität Hannover stehen ihnen im Praxisteil des Wettbewerbs dort zur Seite. „Sie lernen aus erster Hand von Profis, wie sie Sensoren auslesen, Aktoren ansteuern und ihre Projekte mit frei programmierbaren Logikgattern umsetzen können. Es sind die ersten Schritte im Design von Mikrochips“, sagt der VDE-Vorstandsvorsitzende Ansgar Hinz.

Bis Mitte September bleibt dann Zeit für die Umsetzung der eigenen Projekte. Die Preisverleihung für die besten Ideen und Projekte findet während des VDE Tec Summit am 13. und 14. November in Berlin statt. Dort stellen die Jugendlichen dann Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und der Politik ihre Ergebnisse vor.

Praxisphase startet, der Countdown läuft: Welcher Chip siegt?

Vanessa Tobien (16) vom Leibniz-Gymnasium aus Dormagen möchte Akkus länger und nachhaltiger nutzen. Dafür soll ein Mikrochip separate Zellen eines Akkus kontrollieren und diese abschalten, wenn sie unter einen Minimalwert fallen. Einen intelligenten Bienenstock kreieren Tom Luca Merten (15) und Jannis Martin Thiel (15) vom Dietrich-Bonhoeffer-Gymnasium aus Neunkirchen. Damit können Imker auf Distanz Messdaten wie Temperatur, Flugverhalten oder Feuchtigkeit automatisch kontrollieren.

Ungünstig gestaltete Arbeitsplätze können Ursache für brennende Augen, Kopfschmerzen und Rückenprobleme sein. Niklas Dobberstein (16) vom Gymnasium Lindlar will daher mit Mikrochips rein passiv aufgebaute Arbeitsplätze in intelligente, ergonomische Einheiten umwandeln. „Der Arbeitsplatz passt sich dann den Bedürfnissen des Nutzers an“, beschreibt der Schüler sein Konzept für die ideale Arbeitsumgebung.

Automatisierte Jalousien produzieren Strom

Rückenschmerzen soll auch der Sensor von Patrick Bär (18), Luca Beetz (16), Josias Neumüller (15) und Marcel Schöckel (16) vom Markgraf-Georg-Friedrich-Gymnasium aus Kulmbach verhindern. „Wir wollen einen Sensor entwickeln, der erkennt, wenn man schief, gebeugt oder verdreht sitzt“, beschreibt das Team seine Idee.

Stromerzeugung mit Jalousien ist das Konzept von Sophie Spachtholz (14), Hanna Stefinger (15) und Julia Roßmann (15) vom Ortenburg-Gymnasium aus Oberviechtach. „Bei Sonneneinfall werden die Jalousien eines Klassenzimmers automatisch nach unten gefahren und dem Sonnenstand angepasst. Durch kleine Solarzellen, die an diesen Jalousien befestigt sind, wird die Sonneneinstrahlung in Strom umgewandelt“, stellt das Team fest.

Vom Pflasterschrubber bis zur Klorollen-Kontrolle

Mit PGRobot plant Sophie Brüwer (15) vom Franziskusgymnasium in Lingen eine Alternative zu Chemikalien, die Unkraut zwischen Pflastersteinfugen entfernen können. Ihr Roboter soll mit Bürsten reinigen und eine optische Sensorik den Pflastersteinfugen folgen. Eine selbst fahrende Kiste, die ihrem Benutzer folgt und Dinge transportiert, möchten Miro Rashid (16), Michael Binder (17) und Ziyang Zhao (17) vom Carl-Bosch-Gymnasium aus Ludwigshafen entwickeln. „Es wäre eine tolle Alternative zum täglichen Schleppen“, erklären die Schüler.

Einen Mikrochip zur Fehleranalyse von Logikgattern plant Lars Mannshardt (15) vom Gymnasium Schenefeld. „Solche Messungen nehmen Zeit in Anspruch, die in der Technologiebranche oft mit Kosten verbunden ist, weil Mitarbeiter sie per Hand durchführen müssen“, erklärt er seinen Entwurf. Timo Alexander Schmidt (18) vom Bischöflichen Cusanus Gymnasium in Koblenz will ganz praktisch den Toilettenpapierverbrauch und die verbleibenden Lagen mit einem Mikrochip kontrollieren, damit keine Notfälle entstehen, weil die Papierrolle am stillen Örtchen schon leer ist.

Die Idee zu einem Zufallsgenerator aus Elektronikbauteilen möchte Gesa Dünnweber (16) vom Städtischen St.-Anna-Gymnasium in München mit Mikrochips umsetzen. Dazu setzt sie auf die Eigenschaft des thermischen Rauschens, das durch die Bewegung geladener Teilchen in elektrischen Schaltkreisen entsteht. Ob sie mit ihrer Anwendung den diesjährigen Wettbewerb für sich entscheiden kann, zeigt sich in den nächsten Monaten.

Den Gewinnern winken Studien-Stipendien

Neben attraktiven Geldpreisen bis zu 3.000 Euro erwarten die Gewinner im Finale die Aufnahme in das Auswahlverfahren für ein Stipendium der Studienstiftung des deutschen Volkes, vielfältige Kontakte zu Industrie und Hochschulen sowie die Präsentation der eigenen Projekte auf Messen und Technikveranstaltungen. „Invent a Chip“ wird in der aktuellen Wettbewerbsrunde von zahlreichen Sponsoren unterstützt: Bosch, Cologne Chip, Globalfoundries, Infineon, Mentor Graphics, Siemens, Videantis, DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

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