STEM (Science Technology Engineering Mathematics) meint im Grunde das gleiche wie MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). Es geht darum klassische Schulfächer wie Mathematik, Biologie, Physik und Chemie um die technische Bereiche sowie Informatik-Anwendungen zu erweitern. Der Begriff STEM und MINT steht aber nicht nur für die Erweiterung von Schulfächern sondern für alles, wo Kinder und Jugendliche etwa aus den Bereichen MINT entdecken können. Besonders dann wenn es nicht um einen Bereich geht, sondern sich diese Bereiche überschneiden. In diesem Fall soll den Kindern veranschaulicht werden wie, eine elektrische Schaltung die Helligkeit misst und je nach Messung die LED leuchtet oder auch nicht.
Straßenbeleuchtungen gab es bereits in der Antike. Im Mittelalter verwendete man Kienspäne sowie Lampen, die Öle oder Fette verbrannten. Im 16. Jahrhundert besaßen größere Städte eine rudimentäre Straßenbeleuchtung, die oft aus Leuchtpfannen bestand. Im 1700 wurden dann erste Gaslaternen aufgestellt und dienten der Beleuchtung. 1879 installierte Werner Siemens die erste elektrische Straßenbeleuchtung in Berlin. Für die Steuerung der Straßenlaternen kommen in aller Regel Zeitschaltuhren zum Einsatz, dies ist aber oftmals nicht sehr effizient. Deshalb gibt es Systeme die den Sonnenaufgang und den Sonnenuntergang über die GPS Koordinaten ermitteln. Eine ganz einfache und sichere Möglichkeit, die Beleuchtung zu schalten ist über einen Sensor, der erkennt wann es dunkel ist. Genau dies stelle ich hier vor. Als Beispiel habe ich eine Straßenlaterne aus Holz konstruiert, ein Lichtsensor erkennt wann es dunkel ist und schaltet dann das Licht der Straßenlaterne ein.
Sobald es dunkel wird, leuchtet die LED ohne dass jemand die Lampe eingeschaltet hat.
Das Geheimnis ist das kleine rund 4 mm große Bauteile auf der Oberseite der Straßenlaterne. Ein LDR, die Abkürzung LDR steht für light-dependent resistor, also ein lichtabhängiger Widerstand.
Die Restliche Schaltung ist in einer Lüfterklemme verdrahtet, wie bei allen meinen MINT Experimenten, habe ich auch hier darauf verzichtet die Schaltung zu löten. Wird der Transistor 3 Reihen weiter oben eingebaut, entfällt sogar die grüne Brücke, das ist mir aber erst später aufgefallen.
Die Schaltung dazu ist recht einfach. Der 330 Ohm Widerstand ist ein so genannter "Vorwiderstand" dieser sorgt nur dafür dass die LED nicht zerstört wird. Der 220 K. Ohm Widerstand begrenzt die Spannung für den nachfolgenden Spannungsteiler aus dem LDR (hier ein GL5528) und der 1 k. Ohm Widerstand. Ist der Wiederstand des LDR kleiner als der der 1 k. Ohm Wiederstand schaltet der Transistor über die Basis die LED ein.
Hier noch ein Schaltplan mit den passenden Bauteilen in einer Bauteileübersicht.
Ich habe die Vorlage mit dem Lasercutter erstellt, diese kann aber auch mit der Laubsäge und einer Bohrmaschine bearbeitet werden. Die vielen Löcher habe ich vorgesehen das nicht alle Lüsterklemmen die gleichen Abstände habe und so die Bauteile besser positioniert werden können. 
Der Bipolartransistor wird durch einen elektrischen Strom angesteuert. Die Anschlüsse werden mit Basis, Emitter, Kollektor bezeichnet (im Schaltbild abgekürzt durch die Buchstaben B, E, C). Ein kleiner Steuerstrom auf der Basis-Emitter-Strecke führt zu Veränderungen der Raumladungszonen im Innern des Bipolartransistors und kann dadurch einen großen Strom auf der Kollektor-Emitter-Strecke steuern. Je nach Dotierungsfolge im Aufbau unterscheidet man zwischen npn- (negativ-positiv-negativ) und pnp-Transistoren (positiv-negativ-positiv). Dotierung bedeutet in diesem Zusammenhang das Einbringen von Fremdatomen bei dem Herstellungsprozess in eine Schicht des hochreinen Halbleitermaterials, um die Kristallstruktur zu verändern. Bipolartransistoren sind grundsätzlich immer selbstsperrend: Ohne Ansteuerung mittels eines kleinen Stromes durch die Basis-Emitter-Strecke sperrt der Transistor auf der Kollektor-Emitter-Strecke
