Matplotlib animation by using for loop

Hi I have a project about robotics arm and I need to visualize motion of robotic arm. I have a code for taking coordinates and visualize it but I want a animation for it. I used for loop but I couldn’t success.

Here’s the code I’ve wrote:

import tkinter as tk
import matplotlib.pyplot as plt
import math
import numpy as np
import time
##########################################
from tkinter.ttk import Combobox
from ntpath import join
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib.widgets import Slider
from matplotlib import animation
##########################################

#form=tk.Tk()
#form.geometry("500x500+100+100")
#label = tk.Label(text="Robot Kol arayüz",fg="black",bg="red").pack()

form=tk.Tk()
form.title('Robot Kol Arayüz v1"')
form.resizable(False,False)
form.config(bg='gray')
form.geometry('300x150+900+100')
servoderece=tk.StringVar()
secilenservo=tk.StringVar()


def yazdır():
    #print(secilenservo.get(),',',servoderece.get(),'derece döndürüldü')

    if secilenservo.get() == 'X':
        Xguncelle(int(servoderece.get()))
    elif secilenservo.get() == 'Y':
        Yguncelle(int(servoderece.get()))
    elif secilenservo.get() == 'Z':
        Zguncelle(int(servoderece.get()))
    
    print(secilenservo.get(), ',', servoderece.get(), 'konumuna getirildi.')



label=tk.Label(text='HANGİ SERVO?',bg='gray',fg='black').pack()
values=['X','Y','Z']
servosec=Combobox(form,values=values,height=3,textvariable=secilenservo,).pack()
label2=tk.Label(text='Kaç derece döndürmek istiyorsunuz?',bg='gray',fg='black').pack()
spin=tk.Spinbox(form,from_=-180,to=180,textvariable=servoderece).pack()

buton=tk.Button(form,text='DÖNDÜR',command=yazdır,activebackground='blue',activeforeground='green').pack()

home = [0,0,0];

alt_kısım = 0
uzun_kol_uzunluk = 15
kucuk_kol_uzunluk = 10

eklem1 = 0
eklem2 = 0
eklem3 = 0

nokta1 = [0,0,0]
nokta2 = [0,-5,0]
nokta3 = [0,0,0]
figure = plt.figure(figsize=(7,7))            ##koordinat sisteminin ilk açıldığında ne kadarlık bir alan kaplayacağı
Axes   = figure.add_subplot(111,projection='3d')

xSlider = plt.axes([0.2, 0.1, 0.65, 0.03] )
ySlider = plt.axes([0.2, 0.065, 0.65, 0.03] )
zSlider = plt.axes([0.2, 0.03, 0.65, 0.03] )

sliderX = Slider(xSlider, 'X', 0, 180.0, valinit=0, valstep = 1)
sliderY = Slider(ySlider, 'Y', -180, 15.0, valinit=-90, valstep = 1)
sliderZ = Slider(zSlider, 'Z', -155, 155.0, valinit=-155, valstep = 1)

def forwKinematik(aci1,aci2,aci3):
    # 1.nokta
    trans = np.dot(np.matrix([[1,0,0,alt_kısım],
                             [0,1,0,0],
                             [0,0,1,0],
                             [0,0,0,1]]),np.matrix([home[0],home[1],home[2],1]).transpose())
    nokta1[0] = trans[(0,0)]
    nokta1[1] = trans[(1,0)]
    nokta1[2] = trans[(2,0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci1)),-math.sin(math.radians(aci1)),0,0],
                        [math.sin(math.radians(aci1)),math.cos(math.radians(aci1)),0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta1[0],nokta1[1],nokta1[2],1]).transpose())
    nokta1[0] = rot[(0,0)]
    nokta1[1] = rot[(1,0)]
    nokta1[2] = rot[(2,0)]
    
    # 2.nokta
    trans = np.dot(np.matrix([[1,0,0,uzun_kol_uzunluk],
                        [0,1,0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([home[0],home[1],home[2],1]).transpose())
    nokta2[0] = trans[(0,0)]
    nokta2[1] = trans[(1,0)]
    nokta2[2] = trans[(2,0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci2)),0,math.sin(math.radians(aci2)),0],
                        [0,1,0,0],
                        [-math.sin(math.radians(aci2)),0,math.cos(math.radians(aci2)),0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta2[0],nokta2[1],nokta2[2],1]).transpose())
    
    nokta2[0] = rot[(0,0)]
    nokta2[1] = rot[(1,0)]
    nokta2[2] = rot[(2,0)]

    trans = np.dot(np.matrix([[1,0,0,alt_kısım],
                        [0,1,0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta2[0],nokta2[1],nokta2[2],1]).transpose())
    nokta2[0] = trans[(0,0)]
    nokta2[1] = trans[(1,0)]
    nokta2[2] = trans[(2,0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci1)),-math.sin(math.radians(aci1)),0,0],
                        [math.sin(math.radians(aci1)),math.cos(math.radians(aci1)),0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta2[0],nokta2[1],nokta2[2],1]).transpose())
    
    nokta2[0] = rot[(0,0)]
    nokta2[1] = rot[(1,0)]
    nokta2[2] = rot[(2,0)]

    # 3.nokta
    trans = np.dot(np.matrix([[1,0,0,kucuk_kol_uzunluk],
                        [0,1,0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([home[0],home[1],home[2],1]).transpose())
    nokta3[0] = trans[(0,0)]
    nokta3[1] = trans[(1,0)]
    nokta3[2] = trans[(2,0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci3)),0,math.sin(math.radians(aci3)),0],
                        [0,1,0,0],
                        [-math.sin(math.radians(aci3)),0,math.cos(math.radians(aci3)),0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta3[0],nokta3[1],nokta3[2],1]).transpose())
    
    nokta3[0] = rot[(0,0)]
    nokta3[1] = rot[(1,0)]
    nokta3[2] = rot[(2,0)]

    trans = np.dot(np.matrix([[1,0,0,uzun_kol_uzunluk],
                        [0,1,0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta3[0],nokta3[1],nokta3[2],1]).transpose())
    nokta3[0] = trans[(0,0)]
    nokta3[1] = trans[(1,0)]
    nokta3[2] = trans[(2,0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci2)),0,math.sin(math.radians(aci2)),0],
                        [0,1,0,0],
                        [-math.sin(math.radians(aci2)),0,math.cos(math.radians(aci2)),0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta3[0],nokta3[1],nokta3[2],1]).transpose())

    nokta3[0] = rot[(0,0)]
    nokta3[1] = rot[(1,0)]
    nokta3[2] = rot[(2,0)] 
    
    trans = np.dot(np.matrix([[1,0,0,alt_kısım],
                        [0,1,0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta3[0],nokta3[1],nokta3[2],1]).transpose())
    nokta3[0] = trans[(0,0)]
    nokta3[1] = trans[(1,0)]
    nokta3[2] = trans[(2,0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci1)),-math.sin(math.radians(aci1)),0,0],
                        [math.sin(math.radians(aci1)),math.cos(math.radians(aci1)),0,0],
                        [0,0,1,0],
                        [0,0,0,1]]),np.matrix([nokta3[0],nokta3[1],nokta3[2],1]).transpose())
    
    nokta3[0] = rot[(0,0)]
    nokta3[1] = rot[(1,0)]
    nokta3[2] = rot[(2,0)]


    return nokta1, nokta2, nokta3

def Xguncelle(value=servoderece.get()):
    global eklem1
    if value>180:           #servo 180 dereceden fazla ve 0dan az değer alırsa değeri max min alabileceği değere sabitle
        value=180
    elif value<0:
        value=0
    eklem1 = value
    Axes.clear()

    nokta1,nokta2,nokta3 = forwKinematik(eklem1 ,eklem2,    eklem3)

    Axes.plot([home[0],nokta1[0]],[home[1],nokta1[1]],[home[2],nokta1[2]])
    Axes.plot([nokta1[0],nokta2[0]],[nokta1[1],nokta2[1]],[nokta1[2],nokta2[2]])
    Axes.plot([nokta2[0],nokta3[0]],[nokta2[1],nokta3[1]],[nokta2[2],nokta3[2]])

    Axes.plot([-10,10],[0,0],[0,0], color='red')
    Axes.plot([0,0],[-10,10],[0,0], color='green')
    Axes.plot([0,0],[0,0],[-10,10], color='blue')
    plt.draw()

def Yguncelle(value=servoderece.get()):
    global eklem2
    if value>15:           #servo 15 dereceden fazla ve -180den az değer alırsa değeri max min alabileceği değere sabitle
        value=15
    elif value<-180:
        value=180
    eklem2 = value
    Axes.clear()

    nokta1,nokta2,nokta3 = forwKinematik(eklem1,eklem2,eklem3)

    Axes.plot([home[0],nokta1[0]],[home[1],nokta1[1]],[home[2],nokta1[2]])
    Axes.plot([nokta1[0],nokta2[0]],[nokta1[1],nokta2[1]],[nokta1[2],nokta2[2]])
    Axes.plot([nokta2[0],nokta3[0]],[nokta2[1],nokta3[1]],[nokta2[2],nokta3[2]])

    Axes.plot([-10,10],[0,0],[0,0], color='red')
    Axes.plot([0,0],[-10,10],[0,0], color='green')
    Axes.plot([0,0],[0,0],[-10,10], color='blue')
    plt.draw()

def Zguncelle(value=servoderece.get()):
    global eklem3
    if value>155:           #servo 155 dereceden fazla ve -155den az değer alırsa değeri max min alabileceği değere sabitle
        value=155
    elif value<-155:
        value=-155
    for i in range (0,value,1):
        eklem3 = i
        Axes.clear()

        nokta1,nokta2,nokta3 = forwKinematik(eklem1,eklem2,eklem3)

    Axes.plot([home[0],nokta1[0]],[home[1],nokta1[1]],[home[2],nokta1[2]])
    Axes.plot([nokta1[0],nokta2[0]],[nokta1[1],nokta2[1]],[nokta1[2],nokta2[2]])
    Axes.plot([nokta2[0],nokta3[0]],[nokta2[1],nokta3[1]],[nokta2[2],nokta3[2]])

    Axes.plot([-10,10],[0,0],[0,0], color='red')
    Axes.plot([0,0],[-10,10],[0,0], color='green')
    Axes.plot([0,0],[0,0],[-10,10], color='blue')
    plt.draw()

sliderX.on_changed(Xguncelle)
sliderY.on_changed(Yguncelle)
sliderZ.on_changed(Zguncelle)

plt.show()
form.mainloop()

It’s the old version of the code because I am using some raspberry pi librarys and this one is only for visualize GUI. I just need help in animation part.

I wanna make animation when robot arms are changing the coordinate.

  • python
  • matplotlib
  • user-interface
  • tkinter
  • animation

New contributor

Halil İbrahim ÇETİN is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

I have added the animation part to your code

ani = animation.FuncAnimation(figure, animate, frames=100, interval=100)

at the end and also changed the width of the arm.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math
from matplotlib.widgets import Slider
from matplotlib import animation

home = [0, 0, 0]

alt_kısım = 0
uzun_kol_uzunluk = 15
kucuk_kol_uzunluk = 10

eklem1 = 0
eklem2 = 0
eklem3 = 0

nokta1 = [0, 0, 0]
nokta2 = [0, -5, 0]
nokta3 = [0, 0, 0]

figure = plt.figure(figsize=(7, 7))
Axes = figure.add_subplot(111, projection='3d')

xSlider = plt.axes([0.2, 0.1, 0.65, 0.03])
ySlider = plt.axes([0.2, 0.065, 0.65, 0.03])
zSlider = plt.axes([0.2, 0.03, 0.65, 0.03])

sliderX = Slider(xSlider, 'X', 0, 180.0, valinit=0, valstep=1)
sliderY = Slider(ySlider, 'Y', -180, 15.0, valinit=-90, valstep=1)
sliderZ = Slider(zSlider, 'Z', -155, 155.0, valinit=-155, valstep=1)

def forwKinematik(aci1, aci2, aci3):
    trans = np.dot(np.matrix([[1, 0, 0, alt_kısım],
                              [0, 1, 0, 0],
                              [0, 0, 1, 0],
                              [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([home[0], home[1], home[2], 1]).transpose())
    nokta1[0] = trans[(0, 0)]
    nokta1[1] = trans[(1, 0)]
    nokta1[2] = trans[(2, 0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci1)), -math.sin(math.radians(aci1)), 0, 0],
                            [math.sin(math.radians(aci1)), math.cos(math.radians(aci1)), 0, 0],
                            [0, 0, 1, 0],
                            [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta1[0], nokta1[1], nokta1[2], 1]).transpose())
    nokta1[0] = rot[(0, 0)]
    nokta1[1] = rot[(1, 0)]
    nokta1[2] = rot[(2, 0)]
    
    trans = np.dot(np.matrix([[1, 0, 0, uzun_kol_uzunluk],
                              [0, 1, 0, 0],
                              [0, 0, 1, 0],
                              [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([home[0], home[1], home[2], 1]).transpose())
    nokta2[0] = trans[(0, 0)]
    nokta2[1] = trans[(1, 0)]
    nokta2[2] = trans[(2, 0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci2)), 0, math.sin(math.radians(aci2)), 0],
                            [0, 1, 0, 0],
                            [-math.sin(math.radians(aci2)), 0, math.cos(math.radians(aci2)), 0],
                            [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta2[0], nokta2[1], nokta2[2], 1]).transpose())
    
    nokta2[0] = rot[(0, 0)]
    nokta2[1] = rot[(1, 0)]
    nokta2[2] = rot[(2, 0)]

    trans = np.dot(np.matrix([[1, 0, 0, alt_kısım],
                              [0, 1, 0, 0],
                              [0, 0, 1, 0],
                              [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta2[0], nokta2[1], nokta2[2], 1]).transpose())
    nokta2[0] = trans[(0, 0)]
    nokta2[1] = trans[(1, 0)]
    nokta2[2] = trans[(2, 0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci1)), -math.sin(math.radians(aci1)), 0, 0],
                            [math.sin(math.radians(aci1)), math.cos(math.radians(aci1)), 0, 0],
                            [0, 0, 1, 0],
                            [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta2[0], nokta2[1], nokta2[2], 1]).transpose())
    
    nokta2[0] = rot[(0, 0)]
    nokta2[1] = rot[(1, 0)]
    nokta2[2] = rot[(2, 0)]

    trans = np.dot(np.matrix([[1, 0, 0, kucuk_kol_uzunluk],
                              [0, 1, 0, 0],
                              [0, 0, 1, 0],
                              [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([home[0], home[1], home[2], 1]).transpose())
    nokta3[0] = trans[(0, 0)]
    nokta3[1] = trans[(1, 0)]
    nokta3[2] = trans[(2, 0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci3)), 0, math.sin(math.radians(aci3)), 0],
                            [0, 1, 0, 0],
                            [-math.sin(math.radians(aci3)), 0, math.cos(math.radians(aci3)), 0],
                            [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta3[0], nokta3[1], nokta3[2], 1]).transpose())
    
    nokta3[0] = rot[(0, 0)]
    nokta3[1] = rot[(1, 0)]
    nokta3[2] = rot[(2, 0)]

    trans = np.dot(np.matrix([[1, 0, 0, uzun_kol_uzunluk],
                              [0, 1, 0, 0],
                              [0, 0, 1, 0],
                              [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta3[0], nokta3[1], nokta3[2], 1]).transpose())
    nokta3[0] = trans[(0, 0)]
    nokta3[1] = trans[(1, 0)]
    nokta3[2] = trans[(2, 0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci2)), 0, math.sin(math.radians(aci2)), 0],
                            [0, 1, 0, 0],
                            [-math.sin(math.radians(aci2)), 0, math.cos(math.radians(aci2)), 0],
                            [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta3[0], nokta3[1], nokta3[2], 1]).transpose())

    nokta3[0] = rot[(0, 0)]
    nokta3[1] = rot[(1, 0)]
    nokta3[2] = rot[(2, 0)] 
    
    trans = np.dot(np.matrix([[1, 0, 0, alt_kısım],
                              [0, 1, 0, 0],
                              [0, 0, 1, 0],
                              [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta3[0], nokta3[1], nokta3[2], 1]).transpose())
    nokta3[0] = trans[(0, 0)]
    nokta3[1] = trans[(1, 0)]
    nokta3[2] = trans[(2, 0)]

    rot = np.dot(np.matrix([[math.cos(math.radians(aci1)), -math.sin(math.radians(aci1)), 0, 0],
                            [math.sin(math.radians(aci1)), math.cos(math.radians(aci1)), 0, 0],
                            [0, 0, 1, 0],
                            [0, 0, 0, 1]]), np.matrix([nokta3[0], nokta3[1], nokta3[2], 1]).transpose())
    
    nokta3[0] = rot[(0, 0)]
    nokta3[1] = rot[(1, 0)]
    nokta3[2] = rot[(2, 0)]

    return nokta1, nokta2, nokta3

def update_plot(aci1, aci2, aci3):
    Axes.clear()
    nokta1, nokta2, nokta3 = forwKinematik(aci1, aci2, aci3)

    Axes.plot([home[0], nokta1[0]], [home[1], nokta1[1]], [home[2], nokta1[2]], linewidth=25)
    Axes.plot([nokta1[0], nokta2[0]], [nokta1[1], nokta2[1]], [nokta1[2], nokta2[2]], linewidth=5)
    Axes.plot([nokta2[0], nokta3[0]], [nokta2[1], nokta3[1]], [nokta2[2], nokta3[2]], linewidth=5)

    Axes.plot([-10, 10], [0, 0], [0, 0], color='red')
    Axes.plot([0, 0], [-10, 10], [0, 0], color='green')
    Axes.plot([0, 0], [0, 0], [-10, 10], color='blue')
    plt.draw()

def animate(i):
    global eklem1, eklem2, eklem3
    eklem1 = (eklem1 + 1) % 180
    eklem2 = (eklem2 + 1) % 15
    eklem3 = (eklem3 + 1) % 155
    update_plot(eklem1, eklem2, eklem3)

def Xguncelle(value):
    global eklem1
    eklem1 = int(value)

def Yguncelle(value):
    global eklem2
    eklem2 = int(value)

def Zguncelle(value):
    global eklem3
    eklem3 = int(value)

sliderX.on_changed(Xguncelle)
sliderY.on_changed(Yguncelle)
sliderZ.on_changed(Zguncelle)

ani = animation.FuncAnimation(figure, animate, frames=100, interval=100)

plt.show()

which gives

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị

Filed under: Kiến thức lập trình - @ 19:08

Thẻ:

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật