CN103718977A - Sd大鼠实验笼 - Google Patents

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赵丽
郑桐
李宏伟
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Abstract

一种SD大鼠实验笼，由LED光源板和笼子两部分组成，LED光源板包括主控模块(1)；其特征在于，还包括与主控模块(1)相连的通信模块(2)，与通信模块(2)相连的上位机(3)，与主控模块(1)相连的按键模块(4)，与主控模块(1)相连的显示模块(5)，与主控模块(1)相连的驱动模块(6)，与驱动模块(6)相连的LED灯板(7)，与主控模块(1)相连的电源模块(8)。笼子尺寸为600*595*433mm，笼子侧面开有三个可开关的小门，以方便饲养员将食物或水送到笼子各个角落。笼底放有一个595*433mm的托盘，笼顶的灯板尺寸为633*472mm，使用时可通过解开旁边的扣子，将托盘从底部抽出，方便清理笼子里头的垃圾。

Description

SD大鼠实验笼
技术领域
本发明涉及一种SD大鼠实验笼，具体来书是一种实验笼包括有LED光源照射板和鼠笼两部分组成，属于科研仪器设备领域。
背景技术
SD大鼠的特点为头部狭长，尾长接近身长，产仔多，生长发育较Wistar快，抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强；自发肿瘤率低，对性激素感受性高；10周龄雄鼠体重可达300-400g，雌鼠可达180-270g。SD大鼠应用于生命科学研究的各个领域，尤其在肿瘤学、药理学、内分泌学、营养学方面应用最为广泛。生长快，繁育性能好。但是光照的强度不同对SD大鼠的实验结果影响是很大的，不同的光照可影响实验动物的生理活动，影响其饮食量，并直接影响实验动物的个体差异，从而扩大动物实验的误差。鉴于此，我们研发了特制的LED光源，在其照射下鼠笼底部的亮度均匀。并且可根据不同的要求来改变LED光源的亮度，其亮度调节方式有按键调节和上位机调节两种方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种照射光线均匀，亮度可调的老鼠实验笼，由LED光源和笼子两部分组成。
本发明采用的具体解决方案是：一种SD大鼠实验笼，主要由LED光源和笼子两部分组成，LED光源板包括主控模块(1)，与主控模块(1)相连的通信模块(2)，与通信模块(2)相连的上位机(3)，与主控模块(1)相连的按键模块(4)，与主控模块(1)相连的显示模块(5)，与主控模块(1)相连的驱动模块(6)，与驱动模块(6)相连的LED灯板(7)，与主控模块(1)相连的电源模块(8)。
所述的主控模块(1)选用的是MSP430F5438单片机为主控芯片，MSP430F5438是430系列单片机中的一款高级单片机，功能强大，利用它可以产生9路PWM波分别控制9路LED灯。
所述的通信模块(2)选用的是RS485串口通信，与上位机组网通信。
所述的上位机(3)为普通windows操作系统PC机，用于快速调节LED灯板的亮度。
所述按键模块(4)用于输入要求的指令，共有四个按键，分别是模式切换键、步进值切换键、步进加键、步进减键，模式切换键可快速切换6种照度模式。
6种照度模式，分别为：
模式一：灯全灭
模式二：亮度大约500LUX
模式三：亮度大约1000LUX
模式四：亮度大约1500LUX
模式五：亮度大约2000LUX
模式六：亮度大约2500LUX
步进值切换键可以设定4种步进方式，分别为步进1、5、10、20。按下步进加键，照度按照设定的步进加，按下步进减键，照度按照设定的步进减。
所述显示模块(5)选用的是12864点阵液晶显示模块，可显示4行8列汉字，用于显示灯板地址，模式，剩余时间倒计时。
所述驱动模块(6)选用的是DD311单通道输出的LED恒流驱动器是专为驱动大功率LED而设计的芯片，用于驱动LED灯板。
所述的LED灯板(7)是长宽595*433mm的灯板，由横排30个，纵排20个共600个LED灯组成。
所述的电源模块(8)采用LM2576系列开关稳压集成电路作为MSP430F5438单片机稳压电源的核心器件。
本发明鼠笼LED灯板设定灯板亮度为2500LUX时，观察中心与四个角的亮度值相差不大，明显优于之前未分区的灯板。
本发明笼子尺寸为600*595*433mm，笼子侧面开有三个可开关的小门，以方便饲养员将食物或水送到笼子各个角落。笼底放有一个595*433mm的托盘，笼顶的灯板尺寸为633*472mm，使用时可通过解开旁边的扣子，将托盘从底部抽出，方便清理笼子里头的垃圾，保证老鼠有一个干净的生活环境，是实验数据更加真实。
本发明一种SD大鼠实验笼可以用按键或上位机快速调节LED灯板亮度，灯板固定定时12小时亮，12小时灭，最大的创新点是MSP430F5438单片机可以产生9路PWM方波来分别控制LED灯板从里到外的9个发光区域，以达到LED光源照射面积内亮度均匀的目的。
附图说明
图1是本发明的组成框图；
图2是本发明主控模块电路图；
图3是本发明通讯模块电路图；
图4是本发明驱动模块电路图；
图5是本发明按键模块电路图；
图6本发明显示模块电路图；
图7是本发明LED灯板示意图；
图8是本发明电源模块电路图；
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的SD大鼠实验笼，具有主控模块(1)，与主控模块(1)相连的通信模块(2)，与通信模块(2)相连的上位机(3)，与主控模块(1)相连的按键模块(4)，与主控模块(1)相连的显示模块(5)，与主控模块(1)相连的驱动模块(6)，与驱动模块(6)相连的LED灯板(7)，与主控模块(1)相连的电源模块(8)。
如图2所示，主控模块(1)电路图，本发明选用的是MSP430F5438单片机为主控芯片，MSP430F5438是430系列单片机中的一款高级单片机，功能强大，运用MSP430F5438单片机可以产生9路PWM方波来分别控制LED灯板从里到外的9个发光区域，以达到LED光源照射面积内亮度均匀的目的。
如图3所示，通信模块(2)选用的是RS485串口通信，RS485通信接口，可最多连接256个灯板，与上位机组网通信，通信协议为：地址+1区亮度+2区亮度+3区亮度+4区亮度+5区亮度+6区亮度+7区亮度+8区亮度+9区亮度，如：上位机发送0X030X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F，则地址为03的灯板9个区的亮度都为50％。
如图4所示，驱动模块(6)电路图，选用的是DD311LED恒流驱动器，DD311是一单通道输出的LED恒流驱动器，内建电流镜与电流开关组件，是专为驱动大功率LED而设计的芯片。DD311可驱动高达1安培的沈入电流(sink current)，并可透过调整参考输入电流((IRE F)来任意设定输出电流的大小。输出电流值约为100倍的IREF，IREF可由调整外挂电阻或偏压((bias)电压来设定。微调或使能偏压电压可校正LED间的亮度不一或实现多颗LED间整体亮度同时调整。芯片的输出端可承受高达36V的电压，支持多颗大功率LED的串接应用。内建输出使能端((Enable)，可轻易地实现大功率LED的高灰阶应用。用于驱动LED灯板。
如图5所示，本发明按键模块(4)电路，共有系统复位、模式选择、步进选择、加、减5个按键组成。
如图6所示，本发明显示模块(5)电路，选用的是12864点阵液晶显示模块，可显示4行8列汉字，用于显示灯板地址，模式，剩余时间倒计时。
如图7所示，本发明LED灯板(7)是长宽595*433mm的灯板，由横排30个，纵排20个共600个LED灯组成。
如图8所示，本发明电源模块(8)采用LM2576系列开关稳压集成电路作为MSP430F5438单片机稳压电源的核心器件不仅可以提高稳压电源的工作效率，减少能源损耗，减少对MSP430F5438单片机的热损害，而且可减少外部交流电压大幅波动对MSP430F5438单片机的干扰，同时可降低经电源窜入的高频干扰，这对保障MSP430F5438单片机的安全和可靠运行能起到事半功倍的作用。
本LED灯板是直流24V供电，接通电源后，LCD显示屏显示电脑控制和手动控制两种控制方式，在手动控制方式下，可以通过模式选择键选择6种亮度；在电脑控制模式下，可以通过上位机来控制LED光源，系统具有RS485通信接口，可最多连接256个灯板，与上位机组网通信，通信协议为：地址+1区亮度+2区亮度+3区亮度+4区亮度+5区亮度+6区亮度+7区亮度+8区亮度+9区亮度，如：上位机发送0X030X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F0X7F，则地址为03的灯板9个区的亮度都为50％。
参数测试
将照度计置于笼子底部，将LED灯板设定一个亮度，分别测量中心和四个角落的亮度值，并记录，测量数据如下表1：
Figure BSA0000097121310000061
测试结果结果分析
通过分析数据可以得出结论：设定灯板亮度为2500LUX时，观察中心与四个角的亮度值相差不大，明显优于之前未分区的灯板。

Claims (5)

1.一种SD大鼠实验笼，由LED光源板和笼子两部分组成，LED光源板包括主控模块(1)；其特征在于，还包括与主控模块(1)相连的通信模块(2)，与通信模块(2)相连的上位机(3)，与主控模块(1)相连的按键模块(4)，与主控模块(1)相连的显示模块(5)，与主控模块(1)相连的驱动模块(6)，与驱动模块(6)相连的LED灯板(7)，与主控模块(1)相连的电源模块(8)。
2.根据权利要求1所述的SD大鼠实验笼，其特征在于：所述的按键模块用于输入要求的指令，共有四个按键，分别是模式切换键、步进值切换键、步进加键、步进减键，模式切换键可快速切换6种照度模式。
6种照度模式，分别为：
模式一：灯全灭
模式二：亮度大约500LUX
模式三：亮度大约1000LUX
模式四：亮度大约1500LUX
模式五：亮度大约2000LUX
模式六：亮度大约2500LUX
步进值切换键可以设定4种步进方式，分别为步进1、5、10、20。按下步进加键，照度按照设定的步进加，按下步进减键，照度按照设定的步进减。
3.根据权利要求1所述的SD大鼠实验笼，其特征在于：所述的驱动模块选用的是DD311单通道输出的LED恒流驱动器是专为驱动大功率LED而设计的芯片，用于驱动LED灯板。
4.根据权利要求1所述的SD大鼠实验笼，其特征在于：所述的LED灯板，是长宽595*433mm的灯板，由横排30个，纵排20个共600个LED灯组成。
5.SD大鼠实验笼尺寸为600*595*433mm，笼子侧面开有三个可开关的小门，以方便饲养员将食物或水送到笼子各个角落。笼底放有一个595*433mm的托盘，笼顶的灯板尺寸为633*472mm。
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