饲养实验装置（FED）:建筑和验​​证的开源设备的在鼠害测量摄食

饲喂实验设备的总体目标是创建一个开源设备，可以测量小鼠在家庭笼子环境中的食物摄入量。这种方法可以帮助回答喂养和肥胖领域的关键问题，例如特定的神经回路是否可以驱动不同的食物摄入模式。这种技术的主要优点是它是开源的，并且与家用笼兼容。

它可以在没有专用设备或笼子的情况下测量食物摄入量。当我们用手称量大量小鼠的食物摄入量时，我们第一次想到了这种方法。这非常耗时且容易出错。

这种方法的视觉演示至关重要，因为制造步骤可能难以学习。首先准备四个两针连接器对，分别标记公头和母头面 A、B、C 和 D，然后取下连接器对两侧的红线 D.接下来，准备一对三针连接器并标记公头和母头 E.Solder 母头可堆叠接头，带插座在微控制器的顶部。从微控制器底部的接头上夹住突出的电线，然后将母可堆叠接头与安全数字 （SD） 数据记录板顶部的插座连接起来。

在屏蔽层底部留下突出的电线。如果存在，请将 SD 扩展板底部的 SCL、SDA、MOSI、MISO 和 SCK 焊盘跳线。如果它们不存在，请忽略此步骤。

之后，将公接头连接到电机护罩上，引脚从底部伸出。将接头焊接到 Motor Shield 上。确保 VIN 跳线位于电机扩展板上电源块的上方。

将三伏锂电池插入 SD 挡板。要组装电源按钮，请使用红线将两针公连接器 A 焊接到 C1，使用黑线将 A 焊接到地面，使用红线将 B 焊接到正极，使用黑线将 B 焊接到 NO1。热缩所有连接。

将光断路器和 4.7 K 电阻器焊接到分线板上。从光电断路器分线板的背面夹住突出的电线。将公头 3 针连接器 E 连接到分线板的背面，红线连接到 PWR，绿线连接到 GND，白线连接到 SIG，然后将两针母连接器 A 焊接到升压板上的五个 V 和接地引脚，以及从公连接器 D 到升压板上的附加 GND 引脚的黑线。

接下来，将红线放在中心引脚上，将黑线放在外侧引脚上，将两针连接器 C 连接到 BNC 插孔的端子。通过将母连接器 B 的红线和黑线绞合在一起并焊接到 VIN 来组装电机扩展板。最后，焊接以下内容。

一，母连接器 C 的黑线连接到 AREF 旁边的接地引脚，该连接器的红线连接到引脚 3。二、母连接器 D 的黑线到 VIN 旁边的接地引脚，三、母连接器 E 的绿线到五伏旁边的接地引脚，这个连接器的红线到五伏，这个连接器的白线到针二。首先将 FTDI 分线板连接到微控制器的编程引脚，然后通过 micro USB 电缆将 FTDI 分线板连接到计算机。

在软件中，单击上传按钮，将进料实验设备或 FED 草图发送到分线板。接下来，用两个 6 号 1 4 英寸的钣金螺钉将 5 伏步进电机固定到 3D 打印的电机支架上，然后将旋转盘插入电机支架并向下推以将其牢固地连接到步进电机轴上。将 3D 打印的食品筒仓拧到电机支架上，确保颗粒整平臂位于电机支架上的孔上方。

接下来，将新连接的部件拧到打印底座的顶部，将步进电机定位在底座的后面，孔位于前面。从步进电机电线上剪下五针连接器，从每根电线的末端剥去约 2 毫米，然后将步进电机的电线连接到电机扩展板上的接线端子连接器，红色接地，橙色和粉红色连接到一个电机端口，蓝色和黄色连接到另一个电机端口。之后，从电源按钮上取下网，将电源按钮插入底座右侧的孔中。

用六角螺母将按钮固定到位。将光电断路器放入其 3D 打印外壳中，并使用两个 1 英寸的尼龙螺钉和相应的螺母将外壳固定到 FED 底座中。接下来，将 BNC 连接器插入 FED 底座左侧的孔中。

用螺母固定到位，然后通过双引脚连接将 3.7 伏电池组连接到 DC-DC 升压转换器模块。使用两个 1 个 4 英寸的钢板螺钉将升压板拧入外壳中，然后使用 4 个 1 个 4 英寸的钢板螺钉将微控制器安装在底座内部，FTDI 连接面向电源开关，然后将电机扩展板和数据记录扩展板堆叠在微控制器的顶部。安装 boost 板，使 microSD 插槽朝下。

最后，连接五个连接器，A 公头到 A 母头，B 公头到 B 母头，依此类推。将电池放入 3D 打印底座内，将前后盖滑到 FED 上，用颗粒填充料斗，然后将盖子盖在料斗上。组装完成后，将 SD 卡插入数据记录扩展板，使用电源按钮打开 FED 系统电源，并测试设备功能。

从食品孔中手动取出 5 到 10 个颗粒，并确认已分配替换颗粒。最后，取出 SD 卡并验证数据是否已正确记录。经过一周的适应期后，食物料斗被拆除并更换为 FED 进行为期 5 天的验证测试。

个体小鼠的颗粒回收显示在整个验证测试期间连续进食，并清晰可见昼夜节律。为了量化 FED 的准确性，每个 FED 系统在验证测试期间给予 1， 000 个颗粒。FED 将 95% 的颗粒记录到 SD 卡中。

掌握后，每个 FED 可以在大约 2 到 3 小时内构建。观看此视频后，您应该对如何构建 FED 并验证其用法有很好的了解。由于其开源性质，可以向 FED 添加其他功能（例如作行为）来回答其他问题。