把实验写成状态机
牛津大学等团队发表于eLife的模块化开源科研仪器，用Python状态机控制鼻触、声光刺激和奖励输出。附原厂整套采购清单、11章图解、软件与硬件分项许可，以及柏林洪堡大学团队的独立实测证据。
alan000
eLife 2022
### 选定原版套件并核对装箱
本页采用原厂Complete Set No 1装配路线，采购表11行是1套的内部构成，不要重复买11套。核对主控含pyboard v1.1、3鼻触、2阀、音频板和扬声器、4根RJ45、USB线、12V3A电源、箱体/备用盖/装配包。原厂未列所有螺钉数量，开箱逐袋拍照登记后再组装；完整板级自制BOM放在模型与图纸，不能与套件路线叠加采购。
图片来自Thomas Akam等pyControl官方文档，文档许可MIT，原许可全文保留在单元详情；图示为原作者资料，不代表本站实测。
[官方图文手册](https://pycontrol.readthedocs.io/en/latest/) · [当前软件GPLv3](https://github.com/pyControl/code/blob/f3415197af262b3d60897d4ebc20123077bcfbf2/LICENSE.txt)
### 固定箱体与控制板
按收到的原厂机械件和官方前后视图干摆，先确认控制板接口不受箱壁遮挡。用原配M3螺钉和绝缘隔柱固定，避免PCB焊点接触金属；不得猜测螺钉长度/孔位强行锁紧。原公开资料缺逐颗爆炸图，本章不是已经验证的全尺寸装配图。拍下成品正反面与安装位置，断电检查后继续。
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### 连接三只鼻触与音频板
遵循固定版`example_hardware_definition`：左鼻触接port 1，中间port 2，右侧port 3，Audio board接port 4，扬声器接音频板。使用套件4根RJ45线逐一贴标签。RJ45只是连接器，绝不能插网络交换机/PoE；音频板需要DAC/I2C，不能随意换至不支持的端口。先不接水路和奖励阀做干测试。
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### 供电与信号边界检查
外设需要12V电源接breakout桶形插座，仅USB可能使主控工作而外设不工作。确认电源极性/插座与原厂板匹配后再通电，板温异常立即断电。4BNC数字输出均为3.3V；只有BNC1/2数字输入耐5V，DAC1/2不耐5V；所有模拟输入限制0–3.3V。POW是低侧开关，不是直接输出电压；本套件以原配负载为准，勿超过官方电流限制。
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### 安装软件与记录版本
软件采用v2.1.1对应固定提交f3415197af262b3d60897d4ebc20123077bcfbf2。安装Python 3，在独立环境装numpy、pyserial、PyQt6、pyqtgraph，再运行`pyControl_GUI.pyw`。[官方文档有少数.py](http://官方文档有少数.py)旧拼写，当前文件后缀是.pyw。记录Python/依赖版本和GUI错误日志。MicroPython必须匹配pyboard 1.1；只有使用新版`UART_handler`才额外要求MicroPython≥1.26，不把该条件误当所有设备统一最低版本。
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### 加载框架并运行闪灯任务
USB连电脑后，在Run task的Setup选择pyboard并Connect；Config→Load framework。若按官方建议关闭板载USB闪存模式，重新选择串口再连接；这不等于删除电脑数据。Tasks选example/blinker，Upload→Start，检查蓝LED周期闪烁，Stop停止。此时还没验证鼻触、声音或奖励输出。
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### 用三次按键验证状态机
加载官方example/button任务，无需外部传感器。每按USR一次应记录`button_press`；累计三次进入`LED_on`，蓝灯约亮1秒后回到`LED_off`，计数归零。使用图中的状态转移逐项核对日志。记下10轮测试的预期/实际，不把论文时延当本板测试结果。
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### 加载硬件定义并检验鼻触
Config→Load hardware definition加载按实际布线核对的`example_hardware_definition`。它把中间鼻触SOL别名为houselight，套件并未列独立室内灯；没有该灯就保留端口空载，不能擅自接第三只阀。运行example/`hardware_test`：遮左/右光束切换活动端口，对应LED亮；遮中间会令所选侧SOL通电，首次测试务必保持阀断开。测试结束确认所有输出关闭。
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### 检查音频与可选奖励通道
音频板接port4，先将实体音量旋钮调低，通过已审核的任务调用speaker接口逐渐增加并记录响度。水路按原阀门方向和套件管路装配，先在无动物台架完成漏液测试；不得让液体流到PCB。`hardware_test`在中间光束持续被挡住时会持续开阀，不能把它当定量奖励程序。实际任务需限定脉宽，实测每次出液量并保存校准曲线；本页没有替你确定剂量。
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### 保存数据并扩展多箱
Run task填Subject ID如bench01，并确认Data directory；按钮从Start变成Record后运行才能保存。检查TSV事件/状态与相应NPY模拟数据（如启用），保存任务代码、硬件定义、pcx配置、框架提交和依赖环境。多箱时在Setups命名，再在Experiments配置任务/对象/变量；硬件测试阶段不保存正式数据。扩展每箱需独立breakout及供电预算，不能拿单套清单当多箱完整BOM。
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### 验收时序与整理复现记录
基础验收：10轮三次按键状态机无漏记，逐个鼻触与LED映射正确，停止后输出关闭，至少一份真实TSV能重新读取。需要同步时使用官方脉冲同步方法并记录外部设备时钟。柏林洪堡大学LabNet团队在pyboard1.1上实际做10,000次read-and-set测量，报告0.66±0.11ms；这是外部论文结果，并非本次v2.1.1套件的保证值。本站只完成资料与页面，未组装或跑实物。
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