Feeding Experimentation Device (FED) הוא מכשיר קוד פתוח למדידת צריכת מזון בעכברים. FED יכול גם לסנכרן מדידות צריכת מזון עם טכניקות אחרות באמצעות פלט דיגיטלי בזמן אמת. כאן, אנו מספקים הדרכה שלב אחר שלב לבנייה, אימות ושימוש ב-FED.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
Feeding Experimentation Device (FED) הוא מכשיר קוד פתוח למדידת צריכת מזון בעכברים. FED יכול גם לסנכרן מדידות צריכת מזון עם טכניקות אחרות באמצעות פלט דיגיטלי בזמן אמת. כאן, אנו מספקים הדרכה שלב אחר שלב לבנייה, אימות ושימוש ב-FED.
מדידות צריכת מזון חיוניות למחקרים רבים. כאן, אנו מספקים תיאור מפורט של פתרון חדשני למדידת צריכת מזון בעכברים: מכשיר ניסוי האכלה (FED). FED היא מערכת קוד פתוח שנועדה להקל על גמישות במחקרי צריכת מזון. בשל העיצוב הקומפקטי והמופעל על ידי סוללות, ניתן למקם FED בתוך כלובים ביתיים סטנדרטיים או ציוד ניסיוני אחר. מדידות צריכת מזון יכולות גם להיות מסונכרנות עם ציוד אחר בזמן-אמת באמצעות היציאה הדיגיטלית של לוגיקת טרנזיסטור-טרנזיסטור (TTL) של FED, או בעיבוד לאחר הרכישה כאשר חותמת זמן FED לכל אירוע עם שעון זמן-אמת. בעת השימוש, כדור מזון יושב בתוך באר המזון של FED שם הוא מנוטר באמצעות קרן אינפרא אדום. כאשר הגלולה מוסרת על ידי העכבר, FED רושם את חותמת הזמן על הכרטיס הדיגיטלי המאובטח הפנימי (SD) שלו ומחלק גלולה נוספת. FED יכול לפעול עד 5 ימים לפני שיהיה צורך לטעון את הסוללה ולמלא מחדש את הופר הגלולה, ולמזער הפרעות אנושיות באיסוף נתונים. הרכבת FED דורשת רקע הנדסי מינימלי, וחומרי מדף ואלקטרוניקה קיבלו עדיפות בבנייתו. אנו מספקים גם תסריטים לניתוח צריכת מזון ודפוסי ארוחות. לבסוף, FED הוא קוד פתוח וכל קבצי התכנון והבנייה נמצאים באינטרנט, כדי להקל על שינויים ושיפורים על ידי חוקרים אחרים.
עם עליית השמנה העולמית על החלק האחרון של המאה ה -20, יש מתחדש תשומת לב על מנגנוני האכלת 1, 2, 3, 4. בדרך כלל, צריכת מזון נשקלה 5 באופן ידני, או עם מערכות האכלה, זמינות מסחרי. מערכות מסחר מצוינות, אבל מספקות גמישות מוגבלת שינוי העיצובים או הקוד שלהם. כאן, אנו מתארים את התקן ניסויי האכלה (FED): מערכת האכלת קוד פתוח למדידת צריכת מזון עם רזולוציה טמפורלית בסדר התערבות אנושית מינימאלית 6. FED עובד על מצברים הכלול במלואן בתוך תיק מודפס 3D שיכול להתאים בתוך כלובים מתלים מושבה רגילים או ציוד מדעי אחר.
במצבו היציב, FED פועלת במצב צריכת חשמל נמוך עם מנוחה גלול מזון FO שלהod היטב. הנוכחות של הגלולה מנוטרת באמצעות קרן אינפרא אדומה. כאשר עכבר מסיר גלול, חיישן photointerrupter שולח אות אל המיקרו ואת חותמת הזמן היא מחוברת על הכרטיס הדיגיטלי המאובטח המשולב (SD). במקביל, היגיון-טרנזיסטור טרנזיסטור (TTL) פלט מספק פלט בזמן אמת של אחזור גלול. מייד לאחר האירוע הזה, המנוע מסתובב לוותר גלולה אחרת, והמערכת חוזרת למצב צריכת החשמל הנמוך שלה. בשל האופי הפתוח שלה, FED ניתן לשנות ולשפר אותו כדי שיתאים לצרכי מחקר ספציפיים. לדוגמא, הקוד ניתן לשנות בקלות להגביל בהזנה בזמנים מסוימים של היום, או להפסיק מחלק כאשר מספר הכדורים הושג, ללא צורך התערבות אנושית.
כאן, נתאר את צעד אחר צעד ההוראות לבנייה, אימות, ושימוש FED למדידת צריכת מזון בעכברים. אנו מספקים רשימה של כל הרכיבים לבנות מערכת. חשוב לציין, לא לשעבר לפניperience באלקטרוניקה יש צורך לבנות FED.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: פרוטוקול זה נכתב עבור רכיבים בשם ספציפי בטבלה של חומרים. בעוד ניתן להשיג פונקציונליות דומה באמצעות חומרה אחרת, FED תוכנתה לספק מייקרו פרו Arduino (להלן כינה: מייקרו) ואבזרים רשומים. מיקרו-בקרים אחרים יפעלו באותה מידה, אבל יחייב את המשתמש כדי לשנות את הקוד כדי לתמוך בהם. ניתוח נתונים לא מקוון קודד באמצעות שפת התכנות Python.
הכנה 1. התקנת תוכנה
2. רכיבים חשמליים הלחמה
הערה: השתמש חום לכווץ צינורות להגן על כל המפרקים מולחמים. לפני חיבורי הלחמה, החלק לצינור הפסיכולוג לעטוף (~ 2 ס"מ) צינורות סביב אחד החוטים. לאחר הלחמת הקשר, למרכז את הצינורות על נקודת החיבור ולהשתמש אקדח חום כדי לחמם לכווץ את הצינורות.
3. עלה תוכנה
4. חומרת אסיפה
אימות 5. קליטת נתונים
הערה: לפני הפעלת מערכת ה- FED, להבטיח כרטיס SD מוכנס על מגן SD, אחרת FED לא יציג כדורים. בנוסף, להבטיח מגשר כוח על מגן מנוע (בדיוק מעל לחסום כוח) נמצא במקום.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בדיקות תקינות לערב את השימוש בבעלי החיים היו נבדקו ואושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי החיים ושימוש במכון הלאומי לסוכרת ומחלות עיכול כליות. כדי להדגים את השימוש FED למדידת האכלה בכלוב בבית, נקבה בוגרת C57BL / 6 עכברים (n = 4) שוכנו בנפרד עם גישה כרצונך מודעה למי צ'או מעבדה סטנדרטיות תחת מחזור 12/12 שעות אור / חושך (אורות בשעה 05:00). לאחר תקופת הרגלת שבוע, הופר המזון הוסר והוחלף FED במשך חמישה ימים של בדיקות אימות. בסוף תקופת הבדי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מכשיר ניסויי האכלה (FED) הוא מערכת ניטור צריכת מזון גמישה. כאן אנו מתארים הוראות מפורטות על בודה ואיתור תקלות במכשיר, כולל הרכבה של חומרה מודפס 3D, הלחמה של רכיבים חשמליים, והעלאת מערכונים על מיקרו-בקרים. למרות שזה חשוב לעקוב אחר כל הצעדים המפורטים בפרוטוקול בזהירות, ישנם צעדים קריטיים כי מגיעים תשומת לב נוספת בכל סעיף כדי להבטיח מוצר לסיום מוצלח. את 3D מודפס מסתובב דיסק צריך להתאים בנוחות על פיר מנוע הצעד ולהיות מסוגל לסובב עם התנגדות מינימאלית מחלקים שכנים. כאשר הלחמת חיבורי פינ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגוד אינטרסים, כספי או אחר.
עבודה זו נתמכה על ידי תכנית המחקר העירונית של המכון הלאומי לבריאות בארה"ב (NIH), המכון הלאומי לסוכרת ומחלות עיכול כליות (NIDDK). אנו מודים סעיף NIH על Instrumentation וספריית NIH לסיוע עם הדפסת 3D.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Electronics | |||
| Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield for Arduino v2 Kit - v2.3 | Adafruit | 1438 | השימוש במגני מנוע אחרים לא נבדק וידרוש שינויים בקוד |
| Adafruit Assemble Data Logging Shield for Arduino | Adafruit | 1141 | השימוש במגני רישום נתונים אחרים לא נבדק וידרוש שינויים בקוד |
| מטען PowerBoost 500 | Adafruit | 1944 | לוחות ווסת וולט אחרים לא נבדקו, אך אמורים לעבוד אם יש להם מפרט דומה |
| FTDI Friend + תוספות - v1.0 | Adafruit | 284 | כל חיבור FTDI-USB יעבוד |
| מנוע צעד להפחתה קטנה - 5VDC 32 שלבים 1/16 הילוכים | Adafruit | 858 | השימוש במנועי צעד אחרים לא נבדק |
| Arduino Pro 328 - 5V/16MHz | SparkFun | DEV-10915 | לוחות Arduino אחרים אמורים לעבוד, אם כי עשויים לדרוש שינויים בקוד |
| Photo Interrupter - GP1A57HRJ00F | SparkFun | SEN-09299 | מפסיקי אור אחרים יעבדו, אך עשויים לדרוש שינויים בעיצוב התלת מימד |
| SparkFun Photo Interrupter Breakout Board - GP1A57HRJ00F | SparkFun | BOB-09322 | מפסיקי אור אחרים יעבדו, אך עשויים לדרוש שינויים בעיצוב |
| התלת מימד<מחברים חזקים>מחברים, ברגים ופריטים שונים | |||
| פסי ערימה של מגן עבור Arduino (תואם R3) | Adafruit | 85 | כל כותרת ערימה שאומרת שתואם Arduiono R3 תעבוד |
| חבילת כיווץ חום רב צבעונית - 3/32 אינץ' + 1/8 אינץ' + 3/16 אינץ' | Adafruit | 1649 | כל כיווץ חום יעבוד |
| סט סליל תיל חיבור - 22AWG ליבה מוצקה - 6x25ft | Adafruit | 1311 | כל חוט יעבוד |
| מארז סוללות ליתיום יון - 3.7V 4400 mAh | Adafruit | 354 | כל סוללת ליתיום 3.7 V עם מחבר JST תעבוד |
| כרטיס זיכרון SD / MicroSD (8GB SDHC) | Adafruit | 1294 | כל כרטיס SD יעבוד |
| 50 אוהם BNC שקע מחיצה (3/8 אינץ' D-Hole) | L-com | BAC70A | כל מחיצה BNC תעבוד |
| סוג 316 נירוסטה ראש מחבת פיליפס בורג מתכת, גודל מס' 6, אורך 1/4 אינץ' | McMaster-Carr | 90184A120 | כל ברגים במפרט זה יעבדו |
| סוג 316 נירוסטה ראש מחבת פיליפס בורג מתכת, גודל מס' 2, אורך 1/4 אינץ' | McMaster-Carr | 91735A102 | כל ברגים של מפרט זה יעבדו |
| ניילון 100 מעלות בורג מכונה מחורץ ראש שטוח, 4-40 חוט, אורך 1 אינץ' | McMaster-Carr | 90241A253 | כל ברגים של מפרט זה יעבדו |
| אגוז משושה ניילון, 4-40 גודל חוט | McMaster-Carr | 94812A200 | כל אגוז במפרט זה יעבוד |
| 2 פינים JST M F מחבר 200 מ"מ 22AWG כבל חוט | NewEgg | 9SIA27C3FY2876 | כל מחבר 2 פינים יעבוד עבור חיבור זה |
| כפתור מתכת - נעילה (16 מ"מ, אדום) | SparkFun | COM-11971 | כל כפתור לחיצה או מתג יעבוד |
| ערכת נגדים - 1/4 W | SparkFun | COM-10969 | כל נגדים של 1/4 W יעבדו |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.