Minimotor com taxas de redu¸c˜ao de 54.6:1, 173:1 e 548:1, o que nos permite ampliar o espectro de velocidades de acordo com a faixa de valores que se deseja para o parˆametro de controle do experimento. Usamos uma fonte de corrente cont´ınua bastante est´avel (precis˜ao melhor que 10−2V ) modelo Minipa MPS 3006D que fornece at´e 6A numa faixa de tens˜ao de 0 a 30V. A velocidade desejada ´e conseguida controlando-se diretamente a tens˜ao nessa fonte de alimenta¸c˜ao do motor.
3.2
Aquisi¸c˜ao das imagens do padr˜ao
Imediatamente abaixo da cuba de vidro, ´e colocado um espelho que forma um ˆangulo de 45◦ com o plano horizontal. Esse espelho permite que a imagem da interface ar-´oleo no cilindro seja levada at´e a cˆamera. Para a ilumina¸c˜ao usamos quatro lˆampadas dicr´oicas com potˆencia regulada eletronicamente, situadas abaixo do conjunto. A aquisi¸c˜ao das imagens ´e feita por uma cˆamera de v´ıdeo digital ass´ıncrono da Kodak modelo Megaplus ES-310 com resolu¸c˜ao m´axima de 648x484 pixels, que pode capturar a taxas que variam entre 15 e 300 quadros por segundo. Nessas cˆameras de v´ıdeo digital ass´ıncrono, n˜ao s´o as propriedades f´ısicas de captura, como o tempo de varredura horizontal e a regi˜ao de captura no CCD, podem ser controladas por “hardware” e “software”, mas tamb´em as caracter´ısticas da pr´opria imagem como brilho e contraste podem ser pr´e determinadas. Isso permite que adeq¨uemos as caracter´ısticas da aquisi¸c˜ao de imagens de acordo com o fenˆomeno que se quer observar e estudar, o que evita posteriores processamentos como, por exemplo, o uso de filtros. Uma lente Nikkor, modelo 60 mm f/2.8D AF ´e acoplada `a cˆamera. O sinal digital na sa´ıda da cˆamera alimenta a placa de captura de imagens no computador. A cˆamera tamb´em possui uma sa´ıda anal´ogica que ´e conectada a um monitor Sony PVM 137 para ajudar no monitoramento. Uma amostra da imagem capturada ´e mostrada na Fig. 15. As seq¨uˆencias de imagens capturadas pelo conjunto lente-cˆamera,
Figura 15: Imagens da morfologia plana da interface (a) observada no ramo pr´e-bifurca¸c˜ao e do padr˜ao espacial peri´odico (b) presente no ramo p´os-bifurca¸c˜ao. Em ambas imagens, o ar est´a localizado acima da interface e o ´oleo de silicone est´a localizado abaixo da interface. Estas imagens correspondem ao experimento configurado para a distˆancia bo = 400 µm e freq¨uˆencias angulares ω = 4.85 rad/s (a) e ω = 5.39 rad/s (b). Obs.: Imagens com contraste invertido.
3.2 Aquisi¸c˜ao das imagens do padr˜ao 65 Epix, modelo PIXCI D, que serve como buffer de dados no barramento do computador, controlando e protocolando o envio das imagens `a mem´oria em disco. Acompanha essa placa o software de captura e an´alise de imagens XCAP da pr´opria Epix que serve tamb´em para monitorar o buffer de mem´oria da placa e nos permite salvar toda a seq¨uˆencia de imagens em diversos formatos de arquivos∗. Usamos o formato tiff com 8 bits em escala
de n´ıveis de cinza e escolhemos salvar a seq¨uˆencia de imagens em um s´o arquivo. Esse arquivo ´e ent˜ao gravado em disco r´ıgido para posterior tratamento.
O sistema que estudamos apresenta uma dinˆamica mais r´apida quando levamos em conta o crescimento inicial dos modos espaciais do padr˜ao e uma dinˆamica mais lenta quando consideramos o estabelecimento de seu regime estacion´ario. Desse modo, taxas de captura muito elevadas demandariam muitos quadros na seq¨uˆencia de imagens para cobrir a evolu¸c˜ao lenta do padr˜ao at´e seu regime estacion´ario e isso faria com que cada filme tivesse um tamanho em bytes muito grande, impondo forte demanda computacional (espa¸co em disco e capacidade de processamento) na grava¸c˜ao dos arquivos da seq¨uˆencia e na posterior utiliza¸c˜ao desses arquivos quando do tratamento das imagens. Assim, t´ı- nhamos que ajustar uma taxa de captura que servisse ao prop´osito da dinˆamica r´apida do sistema, mas tamb´em que permitisse que o padr˜ao fosse filmado por um tempo longo para cobrir sua evolu¸c˜ao lenta at´e o regime estacion´ario, dentro da disponibilidade de mem´oria RAM. Como podemos variar a taxa de captura das imagens, ap´os usar alguns valores, per- cebemos que com valores em torno de 17 quadros por segundo (FPS ), consegu´ıamos uma coleta de dados com resolu¸c˜ao temporal suficiente para estudar a dinˆamica do sistema e concomitantemente com um menor buffer de mem´oria, o que diminuiu o espa¸co necess´ario em disco e o tempo para grava¸c˜ao de cada seq¨uˆencia de imagens, pois a transferˆencia des- sas imagens do buffer que usa mem´oria RAM para o disco r´ıgido ´e demorada (cerca de 30 minutos para um arquivo com 300 MegaBytes)†. A regi˜ao de captura, que tamb´em pode
ser definida convenientemente, ficou com o tamanho horizontal de 644 pixels e tamanho vertical entre 60 e 100 pixels. Essa varia¸c˜ao se justificou porque a dinˆamica espacial (o recuo da interface e a amplitude do padr˜ao) ´e dependente da velocidade do cilindro. A re- solu¸c˜ao espacial, tanto para a posi¸c˜ao da interface, o comprimento de onda e a amplitude dos modos foi de 68 µm/pixel. A teoria desenvolvida para esse sistema [15] estabelece que o comprimento do cilindro deve ser grande quando comparado `as dimens˜oes t´ıpicas do padr˜ao. A este respeito, Bellon et al. [35], usando um experimento onde o comprimento
∗O custo de todos equipamentos usados neste trabalho ´e de aproximadamente 12000 d´olares
†Recentemente, descobrimos que ´e poss´ıvel reduzir este tempo em aproximadamente 20 vezes, apenas
com a mudan¸ca de sistema operacional (Windows NT por Windows XP)! Presumimos que isto esteja relacionado com gerenciamento de mem´oria RAM pelo sistema operacional.