老鼠養了幾週之後，突然想起當初買的籠子是附有滾輪的。當時的想法是倉鼠才會愛跑滾輪吧，小白鼠應該不會跑滾輪才是，所以買回的那天起，就沒把滾輪裝上去。誰知道，我裝上滾輪之後，兩隻小白鼠對它好奇得很，然後其中一隻（科科）就抓到要領，馬上弄懂怎麼玩滾輪了。
我對老鼠玩滾輪這件事一直很納悶，老鼠明明知道在上面跑並不會讓身體前進，牠怎麼會願意在上面一直跑一直跑呢？難道老鼠也懂得「玩」？有動物行為學者拿動物的玩樂作為研究題目，像小貓小狗的玩，其實就是練習長大之後的捕獵行為。但老鼠在滾輪上跑，這又幫了牠什麼？還是說因為牠是圈養的動物，籠子裡面很無聊，所以難得有好玩的就會一直玩？
看老鼠玩滾輪好像很開心似的，我突然想到有沒有機器可以測牠轉了幾圈啊？一查之下才知道，現在賣的滾輪原來有些有附計數器功能的啊。再繼續查，原來有小學生的科展是想用倉鼠跑滾輪來發電的啊。
報告連結：鼠力發電廠
且先不管最後發電成不成，但他們的實驗數據讓我覺得很有趣，他們觀察到楓葉鼠一天最多可以跑34833圈，而老公公鼠可以跑到82730圈，不知道我這邊的科科一天會跑幾圈啊？
在那份科展作品中計算圈數的方式，他們一開始是用跳繩的計數器，但發現位數不夠用（僅有四位），所以改用電子計步器外接磁簧開關，感測的方式是在滾輪上黏一個強力磁鐵，外頭再用磁簧開關感應磁鐵的靠近，。滾輪轉一圈之後，磁鐵靠近磁簧開關，使開關短路，然後就可以讓計步器數字加一。而計算一分鐘可轉幾圈的方式，則是用攝影的方式拍攝一分鐘內計步器增加了多少數字。這個感測裝置很有創意呢！給他們拍拍手。
這也給了我一個想法，我也想來測小白鼠跑幾圈，但是我不只要知道總數，我還想知道他們何時跑，跑多久，跑多快。既然要知道這麼多東西，就不能單用一個電子計步器了，這就得要Arduino出馬啦。
同樣是在滾輪上黏一個強力磁鐵，外面有磁簧開關感測磁鐵的靠近，再把磁簧開關的兩端接到Arduino，再連接到電腦。
整個運作的過程就是這樣
我用這樣的裝置紀錄24小時之內滾輪轉動的圈數，在這一天中滾輪轉了17620圈，以滾輪內徑32公分來計算，這隻老鼠一天就跑了5.638公里呢！
那麼牠是在什麼時候跑的呢？統計後發現在晚上九點到早上五點之間是最密集的時候，而中午12點到下午三點則是另外一階段。
速度上的分析是這樣的，牠們的速度大約落在90-130 RPM之間，偶而可以有跑出150 RPM以上的佳績
再來看的是耐力部份，我以60 RPM為界限，看看科科能夠以60 RPM以上的速度持續跑幾秒鐘。分析後發現大多是能持續3-4秒鐘的奔跑，但也有可以連續跑5秒鐘以上的能耐，不過都跑不太久就是了。所以科科應該是練短跑的，若要牠長跑，可能就比較沒辦法了。
如果未來要作更精確的分析，可以改用兩個磁鐵配合兩個磁簧開關，偵測更真實的瞬間速度，也可以得知滾輪是順時針轉還是逆時針轉。甚至也可以拿來作些什麼實驗，比如餵牠們吃什麼營養保健食品，看看有沒有更會跑滾輪。
以上是結果分析，看起來好像很容易，實際上在數據處理花了不少功夫。接下來就是講怎麼寫程式，怎麼分析畫圖，所以是很硬斗的內容了。
Arduino的程式
Arduino的檔案在此
https://sites.google.com/site/pancala/Home/mouseWheel.ino?attredirects=0&d=1
本來我用gobetwino來接收，想說gobetwino就有增加時間戳記的功能，我可以省去撰寫時間戳記的程式，但測試一天後發現我的舊電腦配上gobetwino會delay，以致於無法正確產生時間。不知道是電腦的問題還是gobetwino的問題。所以後來我直接用Arduino來產生時間戳記，程式修改自官方網站附的函式庫Time。
但又遇一個問題，電腦必須送出現在時間給Arduino，但時間需用Unix Time才行。若是使用Linux，可直接以終端機送出以下命令，直接校正Arduino
TZ_adjust=8; echo T$(($(date +%s)+60*60*$TZ_adjust)) > /dev/ttyUSB0
TZ_adjust=8; echo T$(($(date +%s)+60*60*$TZ_adjust)) > /dev/ttyUSB0
但我接鼠籠的是Windows，所以我得用Excel來轉換Unix Time，轉換方式是參考這個網址的。由於Excel 內部的時間起點是 1900 年 1 月 1 日，日期是整數，時間是小數。而Unix time是從1970年1月1日開始計算，以秒為單位。若是要將Excel time轉換成Unix time則是將excel time減去1900/1/1 到 1970/1/1 的 25569 天，再乘上一天的86400秒，所以轉換公式是
=(NOW()-25569)*86400
我在Excel得到Unix Time之後，在字串前加個T字，用Access Port透過Serial Port送給Arduino來校正時間。（原附的那個Time程式寫法是得在Unix Time前加個T，我沒改，所以得照做囉)
得到的檔案我會再把時間裡的":"取代成空白，藉此把log檔變成像這樣8欄的資料。第7欄是磁簧開關接通時的時間點，單位是毫秒，時間的起點是從Arduino開始執行程式時計算，millis()這個函數會在約50天左右的時候發生溢位，所以有要以此為參考做偵測紀錄的要注意這點。第8欄是計算當時的瞬間速度，計算方式是用這次的時間減去前一次的時間，再用60000去除這個數值，藉此轉換成RPM(每秒幾轉）
2013 1 29 12 18 03 82114827 28
2013 1 29 12 18 09 82120516 10
2013 1 29 12 18 10 82121388 68
2013 1 29 12 18 14 82125460 14
2013 1 29 12 18 15 82125921 130
2013 1 29 12 18 15 82126728 74
2013 1 29 12 18 16 82127560 72
2013 1 29 12 18 18 82129641 28
2013 1 29 12 18 19 82130488 70
2013 1 29 12 18 20 82131546 56
Python計算持續時間
下面這個程式是用Python去算以60 RPM持續跑多少時間，輸入的檔案是mouseWhealNumber，輸出是duration。
Gnuplot繪圖
有了以上的數據資料後，接下來是用Gnuplot繪圖。下面是繪製持續時間的圖
這個是繪製什麼時間跑步的圖
這個是繪製速度的圖
Gnuplot繪圖的參考資料有以下幾個
http://www.ruskabebic.com/wp/gnuplot-for-commoners/gnuplot-3/
http://darksair.org/wiki/Gnuplot.html
https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:Y2D3z5ieX3EJ:ftp://210.45.212.113/pub/soft/gnuplot/gnuplot_tutorial.pdf+&hl=zh-TW&gl=tw&pid=bl&srcid=ADGEESiRvYdsqv1KUTR0pbcdH4dxaSFFlmLH9oQZ3ZyG4oytCqRJf4LLCnB9QW0wI8nXYwZXszPoI8lDB5oEezcyb9_T5Diqdh4YadafDr69YaXQRyFqiq-9hDCcyJ7BdN5_YvnWXtb1&sig=AHIEtbSHeOJQi7weTHewpSf4mi5CK0hqlw
我在Excel得到Unix Time之後，在字串前加個T字，用Access Port透過Serial Port送給Arduino來校正時間。（原附的那個Time程式寫法是得在Unix Time前加個T，我沒改，所以得照做囉)
得到的檔案我會再把時間裡的":"取代成空白，藉此把log檔變成像這樣8欄的資料。第7欄是磁簧開關接通時的時間點，單位是毫秒，時間的起點是從Arduino開始執行程式時計算，millis()這個函數會在約50天左右的時候發生溢位，所以有要以此為參考做偵測紀錄的要注意這點。第8欄是計算當時的瞬間速度，計算方式是用這次的時間減去前一次的時間，再用60000去除這個數值，藉此轉換成RPM(每秒幾轉）
2013 1 29 12 18 03 82114827 28
2013 1 29 12 18 09 82120516 10
2013 1 29 12 18 10 82121388 68
2013 1 29 12 18 14 82125460 14
2013 1 29 12 18 15 82125921 130
2013 1 29 12 18 15 82126728 74
2013 1 29 12 18 16 82127560 72
2013 1 29 12 18 18 82129641 28
2013 1 29 12 18 19 82130488 70
2013 1 29 12 18 20 82131546 56
Python計算持續時間
下面這個程式是用Python去算以60 RPM持續跑多少時間，輸入的檔案是mouseWhealNumber，輸出是duration。
#/usr/bin/python
# coding: utf-8
output=open('durationResult','w')
time = []
speed = []
for line in file('mouseWhealNumber'):
line = line.split()
a = int(line[6])
b = int(line[7])
time.append(a)
speed.append(b)
start = []
end = []
duration = []
for i in range(len(speed)):
if speed[i] >= 60 and speed[i-1] < 60 :
start.append(time[i-1])
if speed[i] >= 60 and speed[i+1] < 60 :
end.append(time[i])
for i in range(len(start)):
duration.append(str((end[i]-start[i])/1000.00)+"\n")
output.writelines(duration)
output.close
Gnuplot繪圖
有了以上的數據資料後，接下來是用Gnuplot繪圖。下面是繪製持續時間的圖
reset
unset title
set terminal postscript landscape enhanced color solid
set output 'duration.ps'
fname2 = 'durationResult'
bin(x, s) = s*int(x/s)
bw = 1.0
set style fill solid 0.4
set xlabel "Duration Time (sec)"
set ylabel "Frequency"
unset key
plot fname2 using (bin($1,bw)+bw/2):(1) smooth frequency w boxes
這個是繪製什麼時間跑步的圖
reset
set terminal postscript landscape enhanced color solid
set output 'time.ps'
set boxwidth 1
set style fill solid 0.5
set grid ytics
set xtics 0,1,23
set xrange [-1:24]
set xlabel "Hour"
set ylabel "Frequency"
unset key
plot 'mouseWhealNumber' u 4:(1) smooth frequency w boxes
這個是繪製速度的圖
reset
unset title
set terminal postscript landscape enhanced color solid
set output 'speed.ps'
fname2 = 'mouseWhealNumber'
bin(x, s) = s*int(x/s)
bw = 10
set style fill solid 0.4
set xlabel "Speed (RPM)"
set ylabel "Frequency"
set xrange [0:250]
unset key
plot fname2 using (bin($8,bw)+bw/2):(1) smooth frequency w boxes
Gnuplot繪圖的參考資料有以下幾個
http://www.ruskabebic.com/wp/gnuplot-for-commoners/gnuplot-3/
http://darksair.org/wiki/Gnuplot.html
https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:Y2D3z5ieX3EJ:ftp://210.45.212.113/pub/soft/gnuplot/gnuplot_tutorial.pdf+&hl=zh-TW&gl=tw&pid=bl&srcid=ADGEESiRvYdsqv1KUTR0pbcdH4dxaSFFlmLH9oQZ3ZyG4oytCqRJf4LLCnB9QW0wI8nXYwZXszPoI8lDB5oEezcyb9_T5Diqdh4YadafDr69YaXQRyFqiq-9hDCcyJ7BdN5_YvnWXtb1&sig=AHIEtbSHeOJQi7weTHewpSf4mi5CK0hqlw
