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Um sistema autónomo e preciso para a detecção de padrões de emergência de insetos

Published: January 09, 2019
doi:
10.3791/58362
, , ,
1Department of Biological Sciences,North Dakota State University, 2School of Life Sciences,Arizona State University, 3Red River Valley Agricultural Research Center, USDA-ARS

Summary

Medição dos padrões de emergência de insetos requer precisão. Os sistemas existentes são apenas semi-automático e amostra tamanho é limitado. Abordámos a estas questões, criando um sistema usando microcontroladores para medir precisamente o tempo de aparecimento de um grande número de insetos emergentes.

Abstract

Sistemas existentes para medir os padrões de emergência de insetos têm limitações; Eles são apenas parcialmente automatizados e são limitados no número máximo de insetos emergentes podem detectar. Para obter uma medição precisa do surgimento de insetos, é necessário para sistemas ser capaz de medir um grande número de insetos emergentes e semi-automático. Abordámos estas questões por projetar e construir um sistema que é automatizado e pode medir o surgimento de até 1200 insetos. Nós modificamos o sistema de “bola cair” existente usando Arduino Microcontroladores para automatizar a coleta de dados e expandir o tamanho da amostra através de múltiplos canais de dados. Múltiplos canais de dados permitem que o usuário não só aumentar o seu tamanho de amostra, mas também permite vários tratamentos a ser executados simultaneamente em uma única experiência. Além disso, criamos um script R para visualizar automaticamente os dados como uma trama de bolha, enquanto também calcular a mediano dia e hora da emergência. O sistema atual foi concebido utilizando a impressão 3D, assim o usuário pode modificar o sistema de ser ajustados para diferentes espécies de insetos. O objetivo do presente protocolo é investigar questões importantes na fisiologia cronobiologia e stress, usando este sistema automatizado e preciso para medir os padrões de aparecimento de insetos.

Introduction

Medir precisamente o momento da emersão de insetos terrestre em configurações experimentais é notoriamente difícil e requer algum grau de automação. Vários mecanismos foram concebidos no passado, incorporando também um princípio de “bola cair”, usando bolas caindo e sensores ou uma “estrondo-caixa” usando um funil-tipo sistema1,2,3. Há duas limitações com projetos existentes: coleta de dados 1) é apenas parcialmente automatizada e 2) tamanho da amostra ou o número de insetos emergentes que pode ser detectado é limitado. Esses problemas diminuem a precisão da coleta de dados, o que é importante estudar o momento da eclosão e/ou surgimento de padrões. Resolvemos estes problemas através da concepção de um sistema automatizado e não limitado pelo tamanho da amostra, permitindo ao usuário Visualizar melhor ritmos de emergência em resposta aos sinais ambientais.

Nosso sistema é uma melhoria para o princípio de bola caindo, a versão mais recente dos quais usados sensores infravermelhos para detectar o surgimento de insetos em incrementos de seis minutos2. Nosso sistema ainda usa sensores de infravermelhos, mas também incorpora um microcontrolador Arduino para gravar a data e hora de cada evento de emergência para o segundo mais próximo. Dados são armazenados automaticamente para um cartão digital seguro (SD), que pode ser exportado como um arquivo delimitado por vírgulas para análise. A análise é automatizada usando um script personalizado de R, que graficamente os dados como uma trama de bolha e identificar o tempo médio e dia de emergência.

Múltiplos canais permitem ao usuário maior flexibilidade na aquisição de dados. Por exemplo, o nosso projeto de canal múltiplo não só minimiza o impacto de um sensor “entupido”, mas também pode ser usado para aumentar o tamanho da amostra. Além disso, vários canais permitem que o usuário designar os tratamentos de canais específicos para que eles podem executar simultaneamente em um experimento. Usando todos os seis canais permite aproximadamente 1200 abelhas emergentes ser gravado em uma única experiência. A nosso conhecimento, este é o maior tamanho de amostra de qualquer sistema atual medindo o surgimento de insetos e nos permitiu observar padrões de emergência numa escala em resposta aos sinais ambientais. Finalmente, nosso sistema beneficia do facto de que a maioria das peças são 3D imprimido. Isso cria precisamente tamanhos componentes, que reduz a probabilidade de erros que ocorrem (tais como detector entupimento) durante as operações. Ele também permite a personalização para outros sistemas de pesquisa.

O objetivo do presente protocolo é um sistema automatizado e preciso para medir o surgimento de insetos, para investigar questões em cronobiologia e estresse fisiologia de compilação personalizada. Este sistema tem sido e continuará a ser, a crítica na investigação de questões relacionadas aos padrões de emergência de insetos em resposta aos sinais ambientais. Aqui descrevemos a montagem e utilização para a deteção de surgimento da abelha cortadeiras alfafa, Chalicodoma rotundata nas configurações experimentais em laboratório. O sistema é automatizado usando um microcontrolador programável e personalizável usando 3D peças impressas. Racks impressos segura no lugar de tubos contendo células de ninho de abelha seguindo um BB de metal. Após o surgimento, o BB metal é liberado do rack, passando através de um sensor infravermelho, gravar a data e a hora do surgimento de um cartão SD. O projeto atual é otimizado para M. rotundata, mas com pequenos ajustes pode ser adaptado para outras espécies de insetos.

Protocol

1. sistema construção Usando o filamento PLA, imprimir o seguinte número de peças para cada canal sendo construído: colector 1 coletor (collector_manifold.stl), 1 tampa (end_cap.stl), 6 suportes de plataforma (platform_support.stl), placas da base (base_plate.stl) do cremalheira tubo 4 e 4 placas de rosto de cremalheira do tubo (face_plate.stl). Certifique-se de impressora cama é grande o suficiente para imprimir um item antes de imprimir. Todos os arquivos de STL estão disponíveis em dados complementares. Com 3 suportes de plataforma e um pedaço de plástico corrugado 33 x 30 cm, use cola quente para montar 2 plataformas de cremalheira tubo por canal sendo construída, como mostrado na Figura 2. O plástico corrugado pode ser marcado de um lado em cada canto para permitir a flexão. Instale a eletrônica em um tubo de coletor. Solde um resistor de 120 Ω para o ânodo (perna mais comprida), dos dois o emissor infravermelho e o detetor infravermelho e um comprimento ~ 5cm de 22 fios de GA para ambos os catodos. Use cores diferentes de fios para evitar confusão em etapas posteriores. Insira cuidadosamente o detector uma tomada de entrada para o colector de coletor (realçado em azul na Figura 3) e o emissor na segunda tomada (destacado em vermelho). Ambos os componentes devem caber confortavelmente. Alimentar os fios detector através do canal de cabeamento (destacado em amarelo na Figura 3) e puxar todos os quatro fios através do furo de acesso (destaque em verde). Assegure-se de que sem fios desencapados estão tocando, usando cola quente para fixá-los no lugar. Solda todos os quatro fios para um RJ45 jack (Ethernet), usando a última fila de pinos. Ambos os anodos devem ser soldados para o pino de extrema esquerda, o cátodo do emissor para o pino de extrema direita e o cátodo do detector para qualquer um dos pinos de centro (Figura 4). Fixe o jack RJ45 sobre o furo de acesso Múltiplo coletor (destacado em verde na Figura 3) com cola quente, garantindo que não há fios desencapados estão tocando dentro do colector. Construir o coletor de bola caindo (1 por canal sendo construído) como mostrado na Figura 5 Com um colector de coletor com fios, uma tampa e uma seção de 24 x 30 cm de plástico corrugado, use cola quente para conectar a base da unidade (vermelho, verde e luz cinzenta componentes da Figura 5). Use uma seção 8 x 27 cm de plástico corrugado para adicionar uma rampa de bola caindo para o coletor (componente cinzento escuro da Figura 5). Os final cap e coletor de múltiplos projetos incluem bordas para garantir o correto posicionamento. Verifique se há uma transição harmoniosa entre a rampa para o coletor para evitar engarrafamentos durante o uso. Construa o processador central para o sistema (conforme detalhado na Figura 6). Imprima uma placa de circuito de impresso personalizado para a construção do sistema. Todos os arquivos necessários para impressão de placa PCB estão disponíveis em dados complementares. Solda cabeçalhos femininos sobre os através de-buracos rotulados para as seguintes instalações: Arduino Nano, temp, relógio, módulo SD e cristal líquido (LCD) tela (2 x 5 área do através de-furo sem rótulo no canto superior esquerdo da placa do PWB). Encaixar e seis tomadas RJ45 ao longo da borda inferior da placa do PWB de solda. Solda, resistores de pulldown seis 470 k Ohms nos locais do através de-furo localizados logo acima das tomadas RJ45. Instale o Arduino Nano, DHT-temperatura e sensor de umidade, relógio e módulo de SD da placa PCB. DHT-temperatura e umidade sensor deve ser testado antes do uso em experiências para garantir a precisão. Conecte um fio de 10-conector fita ao conector da placa do PWB tela LCD. Solde a outra extremidade do fio da fita para a tela de LCD para que os pinos de tela correspondem aos pinos do Arduino, como observado na Figura 4. Mais detalhes nos cabos de LCD estão disponíveis em https://Learn.adafruit.com/character-lcds/wiring-a-character-lcd. Programação de sistema Baixe e instale a versão mais recente do Arduino IDE para o sistema operacional correto de www.arduino.cc. Na primeira utilização, instale as bibliotecas do Arduino para o relógio de tempo real (github.com/adafruit/RTClib) e o sensor de temperatura/umidade (github.com/adafruit/DHT-sensor-library). Ajuste o relógio para a hora local atual usando o script de ds1307 incluído com a biblioteca. Carregar o sistema Arduino script, disponível em dados complementares. 2. sistema de utilização Monte o sistema, conforme mostrado na Figura 7. Para cada canal sendo usado, um coletor de bola caindo (montado na etapa 1.4) deve ser flanqueado em ambos os lados por uma plataforma de cremalheira (montada na etapa 5.1). Use fita de empacotamento para unir peças e criar uma borda arredondada suave na plataforma de cremalheira. Configure os canais não utilizados para evitar falsos sinais positivos. Desde que o sistema se baseia em um sinal baixo para detectar um evento (detetor infravermelho não receber um sinal do emissor infravermelho), canais não utilizados devem ser configurados apropriadamente para evitar falsos sinais positivos. Isso pode ser conseguido de duas maneiras. Desative os canais não utilizados no software comentando os loops correspondente para os canais não utilizados. No Arduino IDE, isso pode ser feito adicionando “/ *” antes dos loops desnecessários e “* /” na sua extremidade. Desative os canais não utilizados através de uma acomodação simples hardware. Simplesmente juntos solde fios #6 e #8 (geralmente os marrons e sólidos verdes arames sólidos de um cabo de gato comercialmente disponíveis 6) e insira o conector RJ45 vazio no processador central. Cremalheiras de tubo carga e lugar imediatamente antes da execução de um experimento. Garantir que todos os furos de contenham um tubo de microcentrifugadora de 0,5 mL com a tampa removida, e que os tubos de cabem confortavelmente. Encha cada tubo com uma célula de ninhada inseto, caso pupa ou casulo, uma pelota de airsoft e finalmente um metal BB. Certifique-se de que lado a borda lisa (cap) da célula ninhada está virada para a pelota de airsoft e metal BB. Fixe a placa do cremalheira tubo, com a borda arredondada para baixo do rack, com parafusos de nylon de ¼ de polegada. Cremalheiras de tubo de lugar na plataforma de cremalheira, com a abertura virada para o coletor de bola cair. As cremalheiras devem ser colocadas no limite da plataforma para que um metal BB pode cair livremente o coletor sem saltar contra outra porção da estrutura (Figura 7). Ao colocar o rack, comece com a abertura virada para cima e depois rodar suavemente no lugar para garantir que BBS metais não são liberados. Os racks são projetados para que os tubos vão inclinar ligeiramente para trás quando corretamente colocado, reduzindo a chance de libertação acidental de BBs do metal. Insira um cartão SD no adaptador e em seguida, iniciar o processador central conectando um conector micro-USB para o Arduino e a outra ponta em qualquer adaptador USB adequado. A tela de LCD exibirá números de um a seis quando estiver pronto. Deixe cair um único metal BB no coletor de bola de cada canal e o relógio para a contagem correspondente aparecer na tela e para a hora correta exibir na parte inferior da tela. Se a hora correta não for exibida, repita as etapas 1.6.3 e 1.6.4 para redefinir o relógio. Se o teste metal BB não é gravado, o coletor é bloqueado. Verificar visualmente se há bloqueio e reiniciar o sistema. Se um canal “conta” um evento cada segundo, isso indica que o canal não está conectado corretamente. Verifique todas as conexões e reiniciar o sistema. 3. experiência final e análise de dados Findo o surgimento (ver resultados e figuras 8 e 9 para obter exemplos de escala de tempo), desligue o aparelho desconectando o Arduino. Cremalheiras podem ser desmontadas e limpo para reutilização. Durante o experimento, os dados são armazenados no cartão SD em um vírgulas Arquivo (CSV) acessível por linguagem de programação de R. Use o cartão SD para transferir dados para o computador e RStudio para geração automática de parcelas de bolha dos dados. Dados do evento e a temperatura são salvos no mesmo arquivo para integridade de dados. Daí, algum processamento deve ser concluído antes da análise. Importe o ficheiro delimitado por vírgulas para um programa de planilha. Colunas I e J são a data e hora da emergência para abelhas; torná-los colunas A e B cortando e colando colunas A-E em uma segunda planilha e salvar como um arquivo separado, isto é os dados de temperatura. “Coluna de título A com, data” coluna B “Tempo” e classificar os dados pela coluna A, em seguida, por B. salvar como um CSV. arquivo. Baixe e instale a versão mais recente do RStudio de https://www.r-project.org/. Ajudar com usando RStudio para envio e análise de dados pode ser encontrado aqui em https://cran.r-project.org/doc/manuals/r-release/R-intro.html. Usando o script R disponível nos dados complementares, carregar os dados em RStudio. Alterar o destino de trabalho no script R para combinar onde o excel *. Arquivo CSV está localizado. Execute o script e selecione o arquivo de dados para analisar. Digite “conspiração” para o console de R. O enredo de bolha será localizado no destino de trabalho chamado “Alta resolução”; Renomeie esse arquivo para salvar como um arquivo tiff de alta resolução (300 dpi).

Representative Results

Surgimento de M. rotundata é assíncrono sem exposição a uma sinalização ambiental, com o surgimento de ocorre uniformemente durante todo o dia4. No entanto, quando expostos a uma onda quadrada de thermoperiod (thermoperiod de 4° C), surgimento se torna síncrono para o thermophase4,5. Este resultado é semelhante a outros estudos onde insetos foram encontrados usar thermoperiod sugestões para regular a emergência, incluindo a mosca de carne Sarcophaga crassipalpis6, a mosca da cebola Delia atiqua7 e o bicudo Anthonomus grandis grandis8. Um estudo demonstrou que o stress durante o desenvolvimento afeta a sincronia de emergência de adultos em S. crassipaplpis9. Aqui, apresentamos resultados de M. rotundata que foram expostos a um estresse durante o desenvolvimento, para testar a hipótese de que este tratamento faz com que a dessincronização de emergência de adultos. Correr bem-sucedida O usuário deve prestar atenção a tela de LCD antes de abrir a incubadora para certificar-se de insetos já não estão surgindo. Uma vez concluído o experimento, o cartão SD é removido e os dados podem ser exportados em RStudio como um arquivo delimitado por vírgula para ser visualizado como uma trama de bolha, como descrito anteriormente. Figura 8 mostra o surgimento de abelha sob uma thermoperiod de 4 ° C após a exposição a um estresse térmico durante o desenvolvimento. A mira vermelha indica o tempo mediano e dia de surgimento e o nome do arquivo é o título. Este script R deve ser usado para visualizar os dados, mas não deve servir como a única análise. Para analisar a resposta de emergência a uma sinalização ambiental, os dados podem ser analisados para ritmicidade (Ver análise). Complicação Quando um sensor está entupido com BBs metais, a falta de um sinal é repetidamente contada, dando origem a vários pontos de dados falsos. A Figura 9 demonstra o mesmo conjunto de dados apresentado na Figura 8, mas com um dos seis canais entupidos com BBs, criando assim a grande bolha no gráfico. No caso de um sensor entupido, dados deste canal podem ser facilmente removidos da análise. Incorporar vários canais em um experimento é benéfico em minimizar o impacto de um sensor entupido. Análise Analisar dados de presença de sincronização pode ser feito através do cálculo “parâmetro R,” uma estatística escalar que identifica se a emergência é rítmica ou arrítmicos10,11,12. Isto é feito calculando-se o maior número de adultos emergentes em uma janela de 8 horas, dividindo este número pelo número de adultos emergentes fora da janela de 8 horas, então multiplicando por 100. Todos os indivíduos que surgiram devem ser agrupados para calcular o número de adultos emergentes para cada hora do dia. A gama teórica de parâmetro R é de 0 (todos surgimento ocorre dentro do portão) a 200 (surgimento é distribuído uniformemente ao longo do dia)10. R valores < 60 são considerados emergência rítmica, 60 < R 90 são arrítmicos. Valores de R > 150 indicar uniform distribuição de emergência10. A Figura 8 mostra essa emergência é rítmica com o parâmetro R = 20,21 < 60. Devido ao fato de que este tipo de dados é distribuído ao redor de um relógio de 24 horas a repetição, estatísticas circulares devem ser empregadas para uma análise mais robusta (descrita em detalhes no Bennett et al, 20185). Isso pode ser feito através de pacotes de estatísticas circulares disponíveis para RStudio (pacote ‘circular’-CRAN. R-Project.org). Figura 1: aditivo fabricado componentes. Usando o filamento PLA, 3D imprimir as peças necessárias para o sistema. Para cada canal a ser construída, partes necessárias são 1 distribuidor de coletor (verde), 1 tampa de extremidade (vermelha), plataforma 6 suporta (laranja), tubo 4 rack placas base (roxas) e 4 placas de rosto de cremalheira tubo (amarelo). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 2: montagem de plataforma de cremalheira de tubo. Use cola quente para montar duas plataformas de cremalheira tubo por canal sendo construído. Utilize três suportes de plataforma (mostrados em laranja) com uma seção de plástico corrugado (mostrado em cinza). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 3: radiografia colector coletor. Inserir um detector infravermelho uma tomada de entrada para o coletor (mostrado em azul) e o emissor na segunda tomada (mostrado em vermelho). Alimentar os fios detector através do canal de cabeamento (mostrado em amarelo) e puxar todos os quatro fios através do furo de acesso (destaque em verde). Assegure-se de que sem fios desencapados estão tocando, usando cola quente para fixá-los no lugar. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 4: conector fiação. Diagrama de fiação para o jack RJ45 antes da aposição para o distribuidor do coletor, como visto da parte inferior da tabela de fiação para ligar a tela de LCD para o processador central e jack. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 5: montagem do coletor da esfera. Usando uma tampa (mostrado em vermelho), distribuidor de um coletor (mostrado em verde) e um 24 x 30 cm o pedaço de plástico corrugado (mostrado em cinza claro) montar o shell do conjunto do coletor de bola. Use um pedaço de plástico corrugado (mostrado em cinza escuro) 8 x 27 cm para adicionar uma rampa. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 6: Processador Central do PWB. A placa PCB para o processador central consiste de uma camada de fundo (representada em verde), uma camada superior (representada em vermelho) e uma camada de serigrafia (representados em azul). Solda femininos cabeçalhos para buracos todos de passagem, exceto aqueles para as tomadas RJ45 (ao longo do fundo) e para os resistores suspenso (directamente sobre as almofadas de RJ45). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 7: montagem Final. Quando em uso, os aparelhos devem ser montados com uma plataforma de cremalheira tubo em ambos os lados de cada coletor de bola sendo usado. Cremalheiras de tubo com faceplates anexados devem ser posicionadas para que eles estão no limite da plataforma de cremalheira tubo, reduzindo a possibilidade de queda BBs saltando fora do aparelho. A pegada do aparato montado é aproximadamente 25 cm x 35 cm, com uma altura de 20 cm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 8: gráfico de uma execução experimental típica após transformação em R. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. Figura 9: gráfico de um experimento que sofria de um detector de entupido, como mostrado pela bolha relativamente grande, no dia 4. O canal entupido pode ser removido a partir da análise, preservando os restantes pontos de dados. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Discussion

Apresentamos um protocolo para a montagem e utilização de um sistema que permite a medição precisa do tempo de aparecimento de insetos. Este sistema resolve dois problemas, o que limitou a projetos anteriores: automação parcial e tamanho de amostra limitada. Nós resolvemos estes problemas ao automatizar a coleta de dados utilizando microcontroladores, que também nos permitiram aumentar o tamanho da amostra por meio de múltiplos canais. O projeto atual tem seis canais que podem conter um total de 1200 abelhas. Canais adicionais podem ser adicionados ou subtraídos se necessário, permitindo que não só para o tamanho de amostra maior, mas também para simultaneamente a investigar os efeitos de vários tratamentos. Passos críticos, modificações, limitações e aplicações futuras são discutidas abaixo.

A única parte do sistema que não é automatizado é carregar os cestos com células ninhadas e metais BBs airsoft pelotas no início do experimento. Embora os racks são projetados para que eles se apoiam volta ligeiramente para impedir BBs metais quando as prateleiras são cuidados na posição vertical, em pé deve ser tomada quando da colocação das prateleiras para impedir a libertação acidental de BBs metais. Além disso, certifique-se que os racks estão alinhados com a borda da plataforma, então a trajetória de queda do metal BB alinha com a pista. Finalmente, os restos de folha devem ser limpo limpo da pista, e o trem de pouso segurando o BBs metal de experiências anteriores deve ser limpo para evitar o bloqueio do sensor. Dados é automaticamente registrados para um cartão SD como um arquivo CSV, e o roteiro é escrito para que o Arduino não funcionará a menos que um cartão SD está presente. O arquivo de dados é manualmente importado para RStudio e visualizada usando o script R mencionado anteriormente. Este script automaticamente os dados como uma trama de bolha do gráfico e identificar o tempo médio e dia de emergência. O script do Arduino é escrito para acrescentar dados de evento para o final do arquivo, o que evita perda de dados em caso de falha de energia. No entanto, isso também significa que, uma vez que os dados são extraídos a partir do cartão SD, todos os arquivos devem ser cancelados antes do próximo experimento.

Modificações para os arquivos do SketchUp podem ser feitas para ajustar o tamanho das prateleiras para insetos de diferentes tamanhos, com tubos de tamanhos diferentes, sendo usados nas prateleiras modificadas. Além disso, o tamanho da pelota airsoft é importante porque impede que o inseto saindo do tubo, e pelotas de tamanhos diferentes podem ser necessários também. Uma grande variedade de alterações pode ser feita para o script de R para alterar a aparência das parcelas de bolha e outros parâmetros do gráficos.

Reduzimos o risco de falsos positivos em escrever um código de estabilização que desativa qualquer determinado canal por um segundo, depois de um metal que BB é detectado evitando assim um único metal BB sejam contados como vários pontos de dados. Embora, isso cria a possibilidade de um ponto de dados sendo perdido, se muitas abelhas emergem de uma só vez, mas o fato de que os canais são independentes reduz este risco. Outra limitação do sistema atual é que pontos de dados individuais não são perceptíveis, ou seja, um metal quedo BB não pode ser rastreada até um indivíduo específico. Além disso, o atual sistema medidas de emergência mas não eclosão ritmos em M. rotundata, mas iria medir ritmos de eclosão em espécie onde o surgimento e a eclosão são sinônimos. Finalmente, o projeto atual não é à prova de intempéries, limitando seu uso a ambientes controlados.

Futuras aplicações incluem examinar os efeitos de outras pistas ambientais bióticos e abióticos para surgimento de temporização de M. rotundata. Além disso, porque os insetos ocupam diversos ambientes, Dicas ambientais relevantes variam entre as espécies. Assim, a incorporação de mais espécies de insetos é importante investigar sistemas como circadianos evoluídos através de táxons. Pouco é conhecido sobre as condições de desenvolvimento como afetam o momento de emergência de adultos; Portanto, nosso sistema pode ser usado para decifrar os efeitos dos tratamentos na emergência. Além disso, combinações de pistas ambientais podem afetar insetos respostas, assim, futuros experimentos devem incorporar múltiplas pistas ambientais para entender seus efeitos relativos sobre emergência. Por último, a implantação no campo para observar como configurações naturais mediam ritmos de emergência é de interesse. A facilidade de uso deste sistema, e sua combinação exclusiva de fabricação aditiva, programação de código-fonte aberto e traços biológicos observáveis, seja um candidato para uso em ambiente educacional.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nós gostaríamos de reconhecer o inseto Criobiologia e Ecofisiologia grupo de trabalho em Fargo, ND para seus comentários úteis sobre experimentos utilizando o sistema.

Materials

PLA printer filament www.lulzbot.com various Catalog number varies by color
0.5 mL microcentrifuge tubes www.daigger.com EF4254C
4.5 mm size "bb" metal pellets www.amazon.com B00419C1IA Daisy 4.5 mm metal size bb pellets
6.0 mm plastic "softair" pellets www.amazon.com B003QNELYE Crosman 6 mm airsoft pellets
Plastic corregated sheet www.lowes.com 345710 Corrugated plastic sheet
Infrared emmiter/detector pair www.amazon.com B00XPSIT3O 5 mm diameter, 940 nm wavelength
120 ohm resisitors www.amazon.com B01MSZK8DV 120 ohm, 1/4 watt
22 GA hookup wire www.adafruit.com 1311
RJ45 jacks www.sparkfun.com PRT-00643
Custom PCB board www.pcbexpress.com n/a Can be printed from files included in the supplimental data
Arduino Nano v 3.0 www.roboshop.com RB-Gra-01
SD card module www.amazon.com DFR0071 DFRobot SD card module
Real Time Clock module www.adafruit.com 264 DS1307 real time clock breakout board
Temperature/humidity sensor www.tinyosshop.com G4F4494F29ED05 DHT11 temperature/humidity sensor on breakout board
470k ohm resistors www.amazon.com B00EV2R39Y
Female headers www.adafruit.com 598 Break off to desired length
Male headers www.adafruit.com 392 Break off to desired length
Ribbon wire www.amazon.com B00X77964O 10 wire ribbon wire with connectors
LCD screen www.adafruit.com 198
Cat6 cable www.amazon.com B00N2VISLW
SD card www.amazon.com B00E9W1URM
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References

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Bennett, M. M., Rinehart, J. P., Yocum, G. D., Yocum, I. A Precise and Autonomous System for the Detection of Insect Emergence Patterns. J. Vis. Exp. (143), e58362, doi:10.3791/58362 (2019).
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