설치류에 음식 섭취를 측정하기위한 오픈 소스 장치의 건설 및 검증 : 실험 장치 (FED)를 먹이

먹이 실험 장치의 전반적인 목표는 생쥐의 가정용 케이지 환경에서 음식 섭취량을 측정할 수 있는 오픈 소스 장치를 만드는 것입니다. 이 방법은 특정 신경 회로가 다양한 음식 섭취 패턴을 유도할 수 있는지 여부와 같은 수유 및 비만 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 오픈 소스 및 홈 케이지와 호환된다는 것입니다.

특수 장비나 케이지 없이 음식 섭취량을 측정할 수 있습니다. 이 방법에 대한 아이디어는 많은 수의 쥐의 음식 섭취량을 손으로 측정했을 때 처음 떠올랐습니다. 이것은 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉬웠습니다.

제작 단계를 배우기 어려울 수 있으므로 이 방법을 시각적으로 시연하는 것이 중요합니다. 4개의 2개의 핀 연결관 쌍을 준비하고 남성과 여성 측 둘 다 A, B, C 및 D를 각각 레테르를 붙이고, 그 후에 연결관 쌍 D.Next의 양쪽에서 빨간 철사를 제거하십시오, 1개의 3개의 핀 연결관 쌍을 준비하고 남성과 여성 측 둘 다 마이크로 컨트롤러의 위쪽에 소켓을 가진 E.Solder 여성 겹쳐 쌓을 수 있는 우두머리를 레테르를 붙이십시오. 마이크로 컨트롤러 하단의 헤더에서 돌출된 와이어를 클립한 다음 스택 가능한 암 헤더를 보안 디지털 또는 SD 데이터 로깅 실드 상단의 소켓에 연결합니다.

쉴드 바닥에 돌출된 전선을 그대로 두십시오. 존재하는 경우 SD 쉴드 하단의 SCL, SDA, MOSI, MISO 및 SCK 패드를 점퍼합니다. 없는 경우 이 단계를 무시합니다.

그런 다음 바닥에서 튀어나온 핀으로 모터 쉴드에 수 헤더를 부착합니다. 헤더를 모터 실드에 납땜합니다. VIN 점퍼가 모터 실드의 전원 블록 위에 있는지 확인하십시오.

3볼트 리튬 셀 배터리를 SD 실드에 삽입합니다. 전원 버튼을 조립하려면 빨간색 와이어를 사용하여 두 개의 핀 수 커넥터 A를 C1에 납땜하고 검은색 와이어를 사용하여 A를 접지에 납땜하고 빨간색 와이어를 사용하여 B를 양극에, 검은색 와이어를 사용하여 B를 NO1에 납땜합니다. 열로 인해 모든 연결이 축소됩니다.

광차단기와 4.7K 저항기를 브레이크아웃 기판에 납땜합니다. 포토인터럽터 브레이크아웃 보드 뒷면에서 돌출된 전선을 클립합니다. 수 3핀 커넥터 E를 브레이크아웃 보드 뒷면에, 빨간색 와이어를 PWR에, 녹색 와이어를 GND에, 흰색 와이어를 SIG에 연결한 다음 2핀 암 커넥터 A를 부스트 보드의 5V 및 접지 핀에 납땜하고 수 커넥터 D의 검은색 와이어를 부스트 보드의 추가 GND 핀에 연결합니다.

그런 다음 빨간색 선을 중앙 핀에 배치하고 검은색 선을 외부 핀에 배치하여 두 개의 핀 커넥터 C를 BNC 잭의 단자에 연결합니다. 암 커넥터 B의 빨간색과 검은색 와이어를 함께 꼬아서 VIN에 납땜하여 모터 실드를 조립합니다. 마지막으로 다음을 납땜합니다.

첫째, 암 커넥터 C의 검은색 와이어를 AREF 옆의 접지 핀에 연결하고 이 커넥터의 빨간색 와이어를 핀 3에 연결합니다. 둘째, VIN 옆의 접지 핀에 대한 암 커넥터 D의 검은색 와이어, 셋, 5V 옆의 접지 핀에 대한 암 커넥터 E의 녹색 와이어, 이 커넥터의 빨간색 와이어는 5V, 이 커넥터의 흰색 와이어는 핀 2에 연결합니다. FTDI 브레이크아웃 보드를 마이크로 컨트롤러의 프로그래밍 핀에 연결하는 것으로 시작한 다음 마이크로 USB 케이블을 통해 FTDI 브레이크아웃 보드를 컴퓨터에 연결합니다.

소프트웨어 내에서 업로드 버튼을 클릭하여 먹이 실험 장치 또는 FED 스케치를 브레이크아웃 보드로 보냅니다. 다음으로, 2개의 숫자 6 1/4인치 판금 나사로 5볼트 스테퍼 모터를 3D 프린팅 모터 마운트에 고정한 다음 회전 디스크를 모터 마운트에 삽입하고 아래로 눌러 스테퍼 모터 샤프트에 단단히 부착합니다. 3D 프린팅된 식품 사일로를 모터 마운트에 비틀어 펠릿 레벨러 암이 모터 마운트의 구멍 위에 있는지 확인합니다.

다음으로, 새로 연결된 조각을 인쇄된 베이스의 상단으로 비틀고 스테퍼 모터는 베이스 뒤쪽으로, 구멍은 앞쪽에 배치합니다. 스테퍼 모터 와이어에서 5개의 핀 커넥터를 자르고 각 와이어 끝에서 약 2mm를 벗긴 다음 스테퍼 모터의 와이어를 모터 실드의 터미널 블록 커넥터에 연결하고 빨간색은 접지, 주황색 및 분홍색은 한 모터 포트에, 파란색과 노란색은 다른 모터 포트에 연결합니다. 그런 다음 전원 버튼에서 그물을 제거하고 전원 버튼을 베이스 오른쪽 구멍에 삽입하십시오.

육각 너트로 버튼을 제자리에 고정합니다. 포토 인터럽터를 3D 인쇄 하우징에 놓고 2 개의 1 인치 나일론 나사와 해당 너트를 사용하여 하우징을 FED 베이스에 고정합니다. 그런 다음 BNC 커넥터를 FED 베이스의 왼쪽에 있는 구멍에 삽입합니다.

너트로 제자리에 고정한 다음 2핀 연결을 통해 3.7볼트 배터리 팩을 DC-DC 부스트 컨버터 모듈에 연결합니다. 숫자 2 1 4 인치 강철 판금 나사를 사용하여 부스트 보드를 케이스에 나사로 고정 한 다음 숫자 4 1 4 인치 강철 판금 나사를 사용하여 전원 스위치를 향하는 FTDI 연결로 베이스 내부에 마이크로 컨트롤러를 장착 한 다음 마이크로 컨트롤러 상단에 모터 실드와 데이터 로깅 실드를 쌓습니다. microSD 슬롯이 아래를 향하도록 부스트 보드를 장착합니다.

마지막으로 A 수에서 A 암으로, B 수에서 B 암으로 연결하는 등의 5개 커넥터를 연결합니다. 배터리를 3D 프린팅 베이스 내부에 넣고 전면 및 후면 덮개를 FED에 밀어 넣고 호퍼에 펠릿을 채우고 호퍼에 뚜껑을 씌웁니다. 조립이 완료되면 SD 카드를 데이터 로깅 실드에 삽입하고 전원 푸시 버튼으로 FED 시스템의 전원을 켠 다음 장치 기능을 테스트합니다.

식품 웰에서 5-10개의 펠릿을 수동으로 제거하고 교체용 펠릿이 분배되었는지 확인합니다. 마지막으로 SD 카드를 제거하고 데이터가 제대로 기록되었는지 확인합니다. 일주일간의 습관화 기간이 지난 후, 식품 호퍼를 제거하고 FED로 교체하여 5일간의 검증 테스트를 수행했습니다.

개별 마우스에 대한 펠릿 회수는 검증 테스트 기간 전반에 걸쳐 지속적인 섭식을 보여주며, 명확하게 시각화된 일주기 리듬을 보여줍니다. FED의 정확도를 정량화하기 위해 각 FED 시스템에는 검증 테스트 기간 동안 1, 000개의 펠릿이 제공되었습니다. FED는 펠릿의 95%를 SD 카드에 기록합니다.

일단 마스터하면 각 FED는 약 2-3시간 안에 만들 수 있습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 FED를 구성하고 사용을 검증하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 오픈 소스 특성으로 인해 조작적 행동과 같은 추가 기능을 FED에 추가하여 추가 질문에 답할 수 있습니다.