Forçamento

Como visto na seção Oscilaçãos Amortecidas, uma interrupção de até ~15ms na tensão de alimentação dos emissores faz a bolinha começar a oscilar ao redor da posição de equilíbrio, pois a posição da bolinha estará deslocada da posição de equilíbrio (e com velocidade não nula) quando a emissão de ultrassom é reestabelecida, dando origem à um movimento oscilatório que é amortecido por causa da força de resistência do ar. A proposta desta seção é usar interrupções ainda mais breves (~2ms) feitas de forma periódica para excitar continuamente as oscilações, visando atingir uma condição em que a amplitude de oscilação fique relativamente estável. A proposta é repetir as interrupções em intervalos de tempo da mesma ordem de grandeza dos períodos das oscilações amortecidas.

A configuração do levitador é a mesma do experimento de Oscilações Amortecidas. A mudança é apenas no comando a ser usado no programa do Arduíno que controla o levitador, pois ao invés de uma única interrupção de duração dt na alimentação dos emissores (sinal que controla o Enable da ponte-H definido como LOW, ver seção Controlador) será preciso fazer uma série de n interrupções em intervalos de tempo DT. Para isso, se usa o comando "c" do programa do Controlador, cuja sintaxe é:

c dt, DT, n;

onde os valores de dt e DT são intervalos de tempos em milissegundos (variáveis do tipo float, ou seja, podem ser números não-inteiros) e n é um número inteiro (do tipo unsigned long). Por exemplo, para fazer um conjunto de 500 interrupções de 1,5ms repetidas a cada 50ms (o que implica em uma duração total de 200*0,050s=10s) o comando é:

c 1.5, 50, 200;

Devido ao tempo de cada queda ser muito pequeno, filmagens em câmera lenta do movimento não são capazes de registrar cada uma das quedas individualmente, porém, ainda assim é possível observar o crescimento da amplitude dos movimentos oscilatórios no início do ciclo de interrupções até atingir uma aparente saturação. Mudando-se a escolha do intervalo de tempo entre as interrupções é possível verificar alterações na amplitude de saturação, de modo similar à observada em sistemas oscilatórios sujeitos à forçamentos periódicos.