Das Altera-DE2-FPGA-Board verwenden die Teilnehmer von 'Invent a Chip' für ihre Chipentwicklung.

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Im Februar diesen Jahres hatte der VDE und das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Schüler der Klassen 8 bis 13 zu der neuen Runde des jährlich stattfindenden Mikrochip-Wettbewerbes aufgerufen. Elf Schülerteams konnten sich nun für die Workshop-Phase an der Leibniz Universität Hannover qualifizieren. Zusammen mit Experten des Instituts für Mikroelektronische Systeme arbeiteten sie jetzt an der Umsetzung ihrer Chip-Idee. Die originellsten Chip-Entwürfe werden auf dem VDE-Kongress 'Smart Cities' am 2. Oktober 2014 in Frankfurt ausgezeichnet. Die jetzige Auswahl ist laut Verbandsangaben vielversprechend: "Vom intelligenten Verkehrssystem über einen Chip zum Schutz von Pflanzen bis zum intelligenten Badezimmer oder einem ABS für Fahrräder sind viele spannenden Projekte dabei", resümiert Dr. Hans Heinz Zimmer, VDE-Vorstandsvorsitzender.

Wie im Wettbewerb des vergangenen Jahres warten auf die Gewinner Preisgelder von bis zu 3.000 Euro. Darüber hinaus kommen sie ins Auswahlverfahren für ein Stipendium der Studienstiftung des deutschen Volkes. Die Schulen mit den meisten Einsendungen werden ebenfalls mit bis zu 1.000 Euro prämiert.

Potenzielle Chip-Applikationen für 'Smart Cities'

Schüler, die mit ihrer Chip-Idee die Jury von 'Invent a Chip 2014' überzeugen konnten und sich damit für die Praxisphase des Mikrochip-Wettbewerbs qualifziert haben

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Intelligent-Traffic-System

Das Intelligent-Traffic-System von Jonas Förster (17) und Tobias Johann (16) vom Gymnasium Bad Königshofen soll helfen, den Verkehr in modernen Städten zu regeln. Vor allem das Bus- und U-Bahnnetz soll damit optimiert werden, aber auch der Fußgängerverkehr. Verschiedene Funktionen sollen zum Energiesparen beitragen: Beispielsweise regelt das System, dass der Bus nicht an Stationen hält, an denen keine Fahrgäste aus- oder einsteigen wollen.

Pflanzenretter-Chip

Die Flora und Technik miteinander verbinden, damit Pflanzen gut versorgt sind - dieses Ziel haben Florian Schmidt (17, Max-Steenbeck-Gymnasium in Cottbus) und die Geschwister Yousef (16) und Maryam Salim (17, Ludwig-Leichhardt-Gymnasiums in Cottbus). Die Schüler haben beobachten, dass in Städten bestimmte Grünflächen nicht immer gepflegt sind. Ihr Chip soll rechtzeitig vor einem Austrocknen der Pflanzen warnen.

Smart vehicle warning assistent

Mit den möglichen Auswirkungen der Elektromobilität beschäftigen sich Silvio Nießner (17), Max Bergmann (17), Paul Hubweber (17) und Denis Martens (17) von der König-Heinrich-Schule in Fritzlar. Ihr Mikrochip soll den Verkehrsteilnehmer darüber informieren, ob er gefahrenlos die Straße überqueren kann oder ob ein Elektrofahrzeug naht, das man aufgrund des leiseren Motors nur schlecht wahrnehmen kann. Die Anwendung soll insbesondere auch die Sicherheit von Menschen mit Seh- oder Hörbehinderung im Straßenverkehr erhöhen.

Intelligente Straßenlaterne

Eine intelligente Straßenbeleuchtung möchten Nico Jung (18) und Marc Reisacher (17) vom Pamina Gymnasium in Herxheim entwickeln. "Durch das Abschalten und Dimmen der nicht benötigten Laternen wollen wir die sogenannte Lichtverschmutzung in den Städten verringern und zu einer Senkung des Strombedarfs beitragen", sagen die Schüler. Mit Hilfe verschiedener Sensoren soll das System in der Lage sein, zu erkennen, wo eine Beleuchtung erforderlich ist. Diese soll dann optimal gesteuert werden, so dass keine Nachteile gegenüber einer herkömmlichen Beleuchtung entstehen.

Chip für eine sichere Einsatzfahrt

Schnelle Vorfahrt für Rettungsfahrzeuge an der Ampel, das ist die Idee von Lorenz Egelkraut (15), Moritz Egelkraut (15), Moritz Kreuz (16) und Helena Lang (16) vom Schiller-Gymnasium in Hof. In einer Ampel wird ein Mikrofon eingebaut, dieses soll das Geräusch des Martinshorns aufnehmen, verarbeiten und die Ampel auf Grün stellen. "Dies spart den Einsatzfahrzeugen Zeit und senkt die Unfallgefahr bei einer solchen Einsatzfahrt stark", sind die Schüler sicher.

Chip für mehr Fahrcomfort

Mehr Komfort und Energiemanagement beim Autofahren möchte Tobias Talaj (21, Oskar-von-Miller Schule in Kassel) mittels Mikrochip erreichen. "Eine der Möglichkeiten, die Energieeffizienz sowie den Fahrkomfort zu verbessern, ist die Modifikation der Suspension im Auto", erklärt er. Die Dämpfung der Unebenheiten der Straße soll zur Energierückgewinnung genutzt werden. Der Auszubildende der SMA Solar Technology sieht noch einen weiteren Vorteil: "Es ist die Möglichkeit, die Härte des Fahrwerks einstellen zu können." Dazu will er eine entsprechende Regelung entwickeln, das sogenannte 'ACEM' (Automotive Comfort and Energy Management).

Chip gegen Wasserknappheit

Ein Mikrochip, der künftig bei der Bewässerung von Pflanzen helfen soll, haben Lena Binckebanck (16) und Ella Schirra (16) von der St. Angela-Schule in Königstein im Blick. Nach eigenen Angaben hat die Schülerinnen insbesondere die Wasserknappheit in Entwicklungsländern inspiriert. Sie wollen sich die moderne Elektrotechnik zunutze machen, um eine moderne Bewässerungsanlage zu entwickeln. Diese soll selbstständig eine spezifische Bodenfeuchte halten und eine effiziente Bewässerung sicher stellen.

Schall besser lokalisieren

Bald übernehmen Roboter viele Alltagsaufgaben - der Gymnasiast Niclas Hildebrandt (17) möchte deshalb ein Schallquellen-Ortungs-System mittels Mikrochip entwickeln. Der Schüler des Friedrich-Wilhelm-Gymnasiums in Königs Wusterhausen verspricht sich davon eine verbesserte Effizienz: "Wir berechnen täglich ganz unwillkürlich aus der Zeit, die der Schall für den Weg zwischen unseren beiden Ohren benötigt, die Richtung, aus der der Schall kommt. Mit dieser Funktion ausgestattet, kann ein Roboter sich gezielt zu der Person wenden, die gerade eine neue Anweisung gibt", stellt er fest. Eine besonders wirtschaftsnahe Anwendung seiner Idee sieht der Schüler  für die Ortung bestimmter Frequenzen bei maschinellen Anlagen: Zum einen als Arbeiterschutz, um nicht hörbare, aber auf Dauer schädliche Infra- und Ultraschallquellen in der Werkshalle zu orten und diese ausschalten zu können. Zum anderen könnte man mit diesem Chip frühzeitig ungeschmierte Stellen und Unwuchten feststellen, so dass ein langer Betrieb der Anlage gewährleistet wird.

Intelligentes Badezimmer

Schimmel ist häufig ein Problem in Badezimmern. Mit einem energiesparenden Belüftungssystem möchte Ingo Hoyer (15) vom Kurpfalz Gymnasium in Mannheim diesem Badärgernis keine Chance mehr geben: Ein Mikrochip soll die Belüftung perfekt organisieren. "Das Projekt soll dafür sorgen, dass der Lüfter oder ein Luftentfeuchtungsgerät nur läuft, wenn die Toilette benutzt wird, oder eine hohe Luftfeuchtigkeit herrscht", so der Schüler. Positiver Nebeneffekt: weniger Energieverbrauch und weniger Geräuschbelästigung.

Solaranlage per Chip regeln

Ein Mikrochip soll künftig die Effizienz von thermischen Solaranlagen steigern. Die Idee dazu kam Tobias Schirrmeister (17) und Hans Gunstheimer (17) zu Hause: "Wir hörten ein leises Geräusch von der Solaranlage über uns auf dem Dach. Wir wunderten uns und forschten nach. Das Ergebnis unserer Erkundungen war, dass Wasser in der Solaranlage sinnlos verpuffte, weil diese zu heiß war. Da kam uns die Idee, die Durchlaufgeschwindigkeit zu erhöhen, und plötzlich war das Geräusch verschwunden." Die Schüler des Lyonel-Feininger-Gymnasiums in Mellingen möchten jetzt mit einem eigenen Chip automatisch die Durchlaufgeschwindigkeit durch die Solaranlage regeln. Mit ihrer Entwicklung soll auch das lästige Entlüften der Anlage wegfallen.

ABS für Fahrräder

E-Bikes und Pedelecs sollen sicherer werden und deshalb setzen Paul Wartmann (15) und Paul Krizanec (16) auf eine Idee, die aus der Welt der Automobile stammt: Das Anti-Blockier-System (ABS). Die Schüler des Elsa-Brändström Gymnasiums Oberhausen möchten mithilfe eines Mikrochips ein ABS für Fahrräder entwickeln: "Viele Nutzer können nicht einschätzen, wie man wann bremsen muss, damit das Fahrrad lenkbar bleibt, aber trotzdem sicher zum Stehen kommt", sagen sie. Hier wollen sie Abhilfe schaffen, indem die Bremskraft verringert oder optimal auf die Reifen verteilt wird.