让行为实时改变光
UCSB Louis Lab的PLOS Biology开放仪器：追踪小动物位置，实时控制光刺激。已有外部实物搭建记录；含原作者装配视频、11章图解、标准版BOM及原供应商链接，明确软件、图文与硬件许可范围和原表差异。
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PLOS Biology 2020
### 先选标准版，冻结硬件和软件
本页选择PiVR标准灯带版、Pi4 2GB、850nm背光和红光刺激两路；不含高功率恒流驱动版。原库存、OneClick和旧照片跨版本：Pi4链接旁仍有Pi3描述；原2019/2020照片不证明当前Pi4整套已验证。下载锁定提交、备份原BOM，按本页冲突说明逐项审查后再采购。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/BOM.html) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
### 准备系统卡，打印并试装结构件
使用原维护者PiVR镜像说明，先核实镜像对Pi4及所用相机的兼容性，记录日期、哈希和环境。原最小测试16GB Class10卡；选择明确可清空的卡写入，不能误选硬盘。打印7类结构件，3mf与legacySTL二选一，不能双份计数；旧教程PLA/PVA支撑，新版零件可能已优化。安装前试配屏幕、Pi4端口、相机与孔位。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/software_installation.html) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
### 焊接标准控制板，检查关键方向
准备标准PCB、4个FQP30N06L、4个10kΩ、2×20GPIO插座、1个5.5/2.1mm输入、4个3.5/1.35mm输出和5针排针段。根库存表MOSFET写IRLZ44NPBF，手册及OneClick为FQP30N06L；本路线按后者且核引脚/封装。按图焊接，GPIO插座缺口、MOSFET朝向、5针排针不可反。剪去余脚，用放大检查和万用表排除焊桥，保持断电。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/manual_hardware.html#detailed-pcb-soldering-instructions-standard-version) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
### 把触屏、主板和GPIO线装进机壳
按图接触屏原排线与5针线，接点朝正确方向。机壳与屏幕、树莓派、控制板用M2.5×10螺钉固定，接GPIO排线并核对1脚。5针线含屏幕5V/地，不能误接12V。长相机排线先从槽穿出再合后盖，避免夹伤；照片是原论文年代结构，Pi4接口位置和壳体修订需以当前CAD核对。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/manual_hardware.html#building-the-standard-version) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
### 搭相机塔，安装镜头滤镜
塔底、塔顶用3根定位销连接，塔底座和相机支架使用M2.5紧固件及对应螺母。用Parafilm固定原800nm长通滤镜到红外相机，避免污染镜面；原论文方法写850nm而BOM为800nm，必须记录实际型号。排线自然穿过塔和相机架后连接，不能硬折。更换镜头/相机需重新生成畸变校正参数，不能直接用旧文件。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/manual_hardware.html#building-the-standard-version) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
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### 制作均匀的红外与红光灯场
按原激光图裁切约20cm板及M8孔。850nm灯带沿标注切点截取，例如20cm段、约3cm间距；实际条数和耗用长度须按板面积实算，原采购5m不代表整卷都装入。将各条正极并正极、负极并负极；红色刺激灯带间隔加入且独立线路。安装接头、绝缘并固定，不能堵住支柱孔。原库存3片板，基本手册使用2片；额外扩散层根据光均匀性确定。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/manual_hardware.html#building-the-standard-version) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
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### 制作两路线缆，明确12V直流
两路基础线束分别连接IR与红光，控制板端3.5/1.35mm插头、灯场端按实际5.5mm配对件；原示例约50cm/条，导线按电流与压降选择。焊接后热缩绝缘，用万用表核对端到端极性、连续性和无短路。采用原库存12V DC电源路径；OneClick写的WAU12-2000经厂商数据表核实为12VAC，严禁直接用于此DC灯带路线。插头尺寸相同不代表电气等价。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/manual_hardware.html) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
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### 先测电源，再做相机与灯通道自检
树莓派使用匹配Pi4的5.1V3A USB-C电源；LED使用单独12V DC，按实际灯带功率留余量，不能照搬2A覆盖任意灯场。接线时电源不接市电，核极性后才上电。首次镜像启动原文建议等待5–10分钟。开启PiVR的Optimize Image和Cam On，先IR背光再Channel1红光，分别确认响应；不要直视灯光，不把红外不可见当无能量。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/manual_hardware.html#building-the-standard-version) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
### 调焦、锁定曝光并标定像素毫米
让整个约束运动区域位于视野中，调相机高度和焦点，去掉螺钉/边缘强对比干扰。选分辨率和帧率，原文背光400000为UI起始值，调整到良好对比后关闭自动曝光以保持试次一致；这些数字不是光功率单位。通过Define Pixel/mm标定物理尺度；每次改高度或分辨率需重标。量化刺激须独立测光强与空间均匀性。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/running_experiments.html) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
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### 先运行单目标跟踪，再启动虚拟场景
先选择正确目标参数和检测方式，设保存目录及实验时长，通过普通Tracking模式验证分割、头尾与掉帧。再在VR Arena加载与相机分辨率匹配的虚拟场景CSV，确认刺激通道、位置映射和范围。用无动物目标完成电气/跟踪预检后，动物研究由实验室按物种和批准方案开展；光刺激产生特定神经效应还需合适实验模型与对照，不能把红灯当万能刺激。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/running_experiments.html) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
### 检查数据、延迟和版本，才算完成验收
检查data.csv逐帧时间、位置、头尾和刺激信息，以及Background、参数文件和选定录像。分析丢帧、真实帧率和跟踪失败，按原benchmark方法另测闭环延迟。70Hz/<30ms是论文指定条件结果，不是此页Pi4配置保证。归档PCB修订、MOSFET与电源型号、镜像哈希、源码SHA、光强校准、线缆极性和真实视频。本站未做硬件或动物实验。
[原版完整操作说明](https://pivr.readthedocs.io/en/latest/output.html) · [原图所在论文手册归档](https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000712.s019)
照片/界面图：David Tadres、Matthieu Louis，PLOS Biology2020附录S1HTML，CC BY4.0；本站添加中文说明与版本核对。中文关系图为本站绘制；旧照片不代表当前版本已实测。
