Het spel Spintronics leert je aan de hand van steeds moeilijkere raadsels hoe elektronica werkt. Om de puzzels op te lossen, bouw je schakelingen met ronddraaiende onderdelen. New Scientist sprak met bedenker Paul Boswell.
Wat is Spintronics?
‘Het is een puzzelspel dat je leert hoe elektronica werkt. Spintronics heeft verschillende draaiende onderdelen die het mechanische equivalent zijn van elektrische onderdelen, verbonden met kettingen. Zo heb je bijvoorbeeld een batterij die je ‘oplaadt’ door aan een touwtje te trekken, en weerstanden die kettingen afremmen.’
Wat is het spelelement?
’Je krijgt een boek vol puzzels die je leren steeds complexere schakelingen te bouwen. Elke puzzel heeft een doel. Het is aan de speler om een schakeling te bedenken die dat doel bereikt. Je krijgt een lijst met onderdelen die je mag gebruiken en je moet zelf uitvogelen waar je ze neerzet en hoe je ze aan elkaar koppelt.
Doordat je er fysiek mee speelt, krijg je een veel beter idee van hoe elektronica werkt. Bijvoorbeeld wat stroomsterkte of spanning betekenene: dat kun je met dit spel voelen en zien. Je hebt ook geen wiskunde nodig om te begrijpen waarom een schakeling werkt. Als je bijvoorbeeld de juiste weerstand moet kiezen, kun je gewoon voelen: welke weerstand draait te soepel, welke te zwaar, en welke levert precies genoeg wrijving op om je doel te bereiken? Je hersenen begrijpen intuïtief hoe het werkt.‘
Wat inspireerde u om dit spel te maken?
‘De basis van elektronica is nog wel te bevatten, maar zodra schakelingen complexer worden, is het al snel te moeilijk om er nog een intuïtief gevoel voor te hebben. Op school grijp je dan vaak terug op modellen: “Zie de schakeling als buizen waar water doorheen loopt. De spanning is de waterdruk, de hoeveelheid water is de stroomsterkte.” Het leek mij zinvoller om een tastbaar model te maken waar je echt mee kunt spelen.’
Hoe heeft u ervoor gezorgd dat mechanische onderdelen zich gedragen als elektrische componenten?
‘Dat was zo ontzettend moeilijk! Sommige onderdelen liggen vrij voor de hand. Een weerstand geeft letterlijk weerstand. Maar het was toch een zoektocht om een goede weerstand te maken. Ik wilde eerst iets maken dat rondjes draait waarbij rubber over plastic heen schuift. Maar het probleem is dat het dan met horten en stoten beweegt. Daarom schakelde ik over op een vloeistof: een onderdeel dat door smeerolie heen moest draaien. Maar bij smeerolie neemt de weerstand af als iets er sneller doorheen beweegt. Terwijl een elektrische weerstand constant blijft.
Uiteindelijk bracht de zoektocht me op siliconenolie, een goedje dat wél netjes doet wat de bedoeling is. De ‘weerstand’ is dus een cilinder geworden met daarin siliconenolie. Nog veel lastiger was het om iets te maken dat de stroomsterkte, ofwel de snelheid van de ketting, in twee delen kan splitsen. Dat gebeurt namelijk bij een parallelschakeling. Ik heb een systeem gemaakt vol radertjes dat dat gedrag vertoont. Er waren wel zo’n honderd prototypen nodig voordat ik iets vond dat werkte.’
Waarom vindt u het eigenlijk belangrijk om te weten hoe elektronica werkt?
’Het is zo onzichtbaar. Neem een computer. Dat is aan de buitenkant een kale doos waar niks in lijkt te gebeuren. Maar als je zou zien wat er binnenin plaatsvindt, is dat ongelofelijk mooi en indrukwekkend. Een kunstwerk! Ik hoop dat Spintronics het een stukje laagdrempeliger maakt om elektronica te waarderen en te begrijpen.’
Spintronics, € 92,05 (basisset). Beeld: Upper story.