האכלת התקני ניסויים (FED): בנייה ותיקוף של התקן קוד פתוח עבור מדידת צריכת מזון במכרסמים

המטרה הכוללת של מכשיר ניסוי ההאכלה היא ליצור מכשיר קוד פתוח שיכול למדוד צריכת מזון בכלוב ביתי בעכברים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומי האכלה והשמנת יתר, כגון האם מעגלים עצביים ספציפיים יכולים להניע דפוסים שונים של צריכת מזון. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא תואמת קוד פתוח וכלוב ביתי.

זה יכול למדוד צריכת מזון ללא ציוד מיוחד או כלוב. הרעיון לשיטה הזו עלה לנו לראשונה כששקלנו את צריכת המזון במספר גדול של עכברים ביד. זה היה גוזל זמן ונוטה לטעויות.

הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית מכיוון ששלבי הייצור יכולים להיות קשים ללמידה. התחל בהכנת ארבעה זוגות מחברים עם שני פינים וסמן את שני הצדדים הזכריים והנקביים A, B, C ו-D בהתאמה, ולאחר מכן הסר את החוט האדום משני צידי זוג המחברים D.לאחר מכן, הכן זוג מחברים אחד עם שלושה פינים ותייג את שני הצדדים הזכריים והנקביים E.Solder female headers הניתנים לערמה עם שקעים בצד העליון של המיקרו-בקר. מהדקים חוט בולט מפסי-פינים בתחתית המיקרו-בקר, ולאחר מכן מחברים את פסי-הפינים הנקביים הניתנים לגיבוב עם שקעים על גבי מגן רישום הנתונים הדיגיטלי המאובטח, או SD.

השאירו חוטים בולטים בתחתית המגן. אם הם קיימים, קפצו את רפידות SCL, SDA, MOSI, MISO ו-SCK בתחתית מגן ה-SD. אם הם לא נמצאים, התעלם משלב זה.

לאחר מכן, חבר כותרות זכר על מגן המנוע עם פינים הבולטים מלמטה. הלחמו את הכותרות על מגן המנוע. ודא שמגשר ה-VIN נמצא במקומו מעל בלוק הכוח במגן המנוע.

הכנס סוללת תא ליתיום של שלושה וולט לתוך מגן ה-SD. כדי להרכיב את כפתור ההפעלה, הלחמו את מחבר הזכר בעל שני הפינים A ל-C1 באמצעות חוט אדום, ו-A להארקה באמצעות חוט שחור, כמו גם B לחיובי באמצעות חוט אדום ו-B ל-NO1 באמצעות חוט שחור. חום מכווץ את כל החיבורים.

הלחמו את מפסק הפוטו ונגד 4.7 K ללוח הפריצה. גזור חוטים בולטים מגב לוח הפריצה של מפסק הפוטו. חבר את מחבר שלושת הפינים הזכר E לחלק האחורי של לוח הפריצה, חוט אדום ל-PWR, חוט ירוק ל-GND וחוט לבן ל-SIG, ולאחר מכן הלחם את מחבר הנקבה עם שני הפינים A לחמישה V ופיני הארקה על לוח הדחיפה, כמו גם את החוט השחור ממחבר זכר D לפין GND הנוסף בלוח הדחיפה.

לאחר מכן, חבר את מחבר שני הפינים C למסופי שקע BNC על ידי הנחת החוט האדום לפין המרכזי והחוט השחור לפין החיצוני. הרכיבו את מגן המנוע על ידי סיבוב החוטים האדומים והשחורים של המחבר הנקבי B יחד עם הלחמה ל-VIN. לבסוף, הלחמו את הדברים הבאים.

האחד, החוט השחור של המחבר הנקבי C לפין ההארקה ליד AREF והחוט האדום של המחבר הזה לפין שלוש. שתיים, החוט השחור של המחבר הנקבי D לפין ההארקה ליד VIN, ושלוש, החוט הירוק של המחבר הנקבי E לפין ההארקה ליד חמישה V, החוט האדום של המחבר הזה לחמישה V, והחוט הלבן של המחבר הזה לפין שתיים. התחל בחיבור לוח הפריצה של FTDI לפיני התכנות של המיקרו-בקר ולאחר מכן חבר את לוח הפריצה של FTDI למחשב באמצעות כבל מיקרו USB.

בתוך התוכנה, לחץ על כפתור ההעלאה כדי לשלוח את מכשיר ניסוי ההאכלה, או סקיצה של FED, ללוח הפריצה. לאחר מכן, אבטח את מנוע הצעד של חמישה וולט על תושבת המנוע המודפסת בתלת מימד עם שני ברגי מתכת מספר שש בגודל רבע אינץ', ולאחר מכן הכנס את הדיסק המסתובב לתושבת המנוע ודחף כלפי מטה כדי לחבר אותו היטב לציר מנוע הצעד. סובב את ממגורת המזון המודפסת בתלת מימד לתושבת המנוע, וודא שזרוע מפלס הגלולה נמצאת מעל החור בתושבת המנוע.

לאחר מכן, סובב את החלקים החדשים שחוברו לחלק העליון של הבסיס המודפס, כאשר מנוע הצעד ממוקם לכיוון החלק האחורי של הבסיס והחור ממוקם מלפנים. חותכים את מחבר חמשת הפינים מחוטי מנוע הצעד ומפזרים כשני מילימטרים מקצה כל חוט, ולאחר מכן מחברים חוטים ממנוע הצעד למחברי בלוק ההדקים על מגן המנוע, אדום לאדמה, כתום וורוד ליציאת מנוע אחת וכחול וצהוב ליציאת המנוע השנייה. לאחר מכן, הסר את הרשת מכפתור ההפעלה והכנס את כפתור ההפעלה לחור בצד ימין של הבסיס.

אבטח את הכפתור במקומו בעזרת אגוז משושה. הנח את הפוטו-מפסק לתוך המארז המודפס בתלת מימד שלו ואבטח את המארז לבסיס ה-FED עם שני ברגי ניילון בגודל אינץ' אחד ואומים מתאימים. לאחר מכן, הכנס את מחבר ה-BNC לחור בצד שמאל של בסיס ה-FED.

אבטח במקומו עם אום, ולאחר מכן חבר מארז סוללות 3.7 וולט למודול ממיר ה-DC-DC Boost באמצעות חיבור שני פינים. הברג את לוח הדחיפה לתוך המארז באמצעות ברגי מתכת פלדה מספר שתיים ורבע אינץ', ולאחר מכן התקן את המיקרו-בקר בתוך הבסיס עם חיבורי FTDI הפונים למתג ההפעלה באמצעות ברגי מתכת פלדה מספר ארבע ורבע אינץ', ולאחר מכן ערמו את מגן המנוע ומגן רישום הנתונים על גבי המיקרו-בקר. התקן את לוח הדחיפה כשחריץ ה-microSD פונה כלפי מטה.

לבסוף, חבר את חמשת המחברים, זכר A לנקבה, זכר B לנקבה B וכן הלאה. הנח את הסוללה בתוך הבסיס המודפס בתלת מימד, החלק את המכסה הקדמי והאחורי על ה-FED, מלא את המיכל בכדורים והניח את המכסה על המיכל. לאחר השלמת ההרכבה, הכנס כרטיס SD למגן רישום הנתונים, הפעל את מערכת ה-FED באמצעות לחצן הלחיצה ובדוק את פונקציונליות המכשיר.

הסר ידנית חמישה עד 10 כדורים מבאר המזון ואשר כי כדורים חלופיים מחולקים. לבסוף, הסר את כרטיס ה-SD וודא שהנתונים נרשמו כהלכה. לאחר תקופת התרגלות של שבוע, קופסת המזון הוסרה והוחלפה ב-FED למשך חמישה ימים של בדיקות אימות.

אחזור גלולות לעכברים בודדים מראה הזנה רציפה לאורך תקופת בדיקת האימות, עם קצב צירקדי מומחש בבירור. כדי לכמת את הדיוק של FED, כל מערכת FED קיבלה 1,000 כדורים לתקופת בדיקת האימות. FED רושם 95% מהכדורים לכרטיס ה-SD.

לאחר השליטה, ניתן לבנות כל FED תוך כשעתיים-שלוש. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבנות FED ולאמת את השימוש בו. בשל אופי הקוד הפתוח שלו, ניתן להוסיף יכולות נוספות כגון התנהגות אופרנטית ל-FED כדי לענות על שאלות נוספות.