NOBのArduino日記!

NOBのArduino日記!

趣味は車・バイク・自転車・ラジコン・電子工作です。

Gamebuinoで自作ゲーム!その6(テオ・ヤンセン機構 4脚シミュレート!)

イメージ 1
テオ・ヤンセン機構(Jansen's Linkage)4脚シミュレート
 
  前回の記事 に引き続きVBAプログラムをバージョンアップしました!
 上図の通り4本の足が動きます! 

1. プログラム!

 改良したVBAプログラムは以下の通りです。
 使い方はEXCELVBA の適当なモジュールに以下のプログラムをコピペして実行すれば上図の様に動きます。
 
Dim PI As Variant

Sub JansenLinkage()
'NOBのArduino日記!4脚(20170828作成)
    '入力要求
    Dim buf(2) As Variant
    buf(0) = 360 '動作角度を入力
    buf(1) = 3 '足の数-1を入力
    buf(2) = 10 'ステップ角度を入力
    '定数の宣言
    Const a As Variant = 77.2, b As Variant = 79.1, c As Variant = 77.2, d As Variant = 77.2, e As Variant = 110#, f As Variant = 77.2, g As Variant = 71.4, h As Variant = 127.4, i As Variant = 92.7, j As Variant = 98.5, k As Variant = 121.6, l As Variant = 15.4, m As Variant = 29#, Ox As Variant = 263, Oy As Variant = 96.7   '↑×0.6435
    PI = 3.14159
    '変数の宣言
    Dim Ax(20) As Variant, Bx(20) As Variant, Cx(20) As Variant, Dx(20) As Variant, Ex(20) As Variant, Fx(20) As Variant, Gx(20) As Variant, Ay(20) As Variant, By(20) As Variant, Cy(20) As Variant, Dy(20) As Variant, Ey(20) As Variant, Fy(20) As Variant, Gy(20) As Variant, Cθ(20) As Variant, Eθ(20) As Variant, Fθ(20) As Variant, Gθ(20) As Variant, Cxc(20) As Variant, Dxc(20) As Variant, Exc(20) As Variant, Fxc(20) As Variant, Gxc(20) As Variant, Cyc(20) As Variant, Dyc(20) As Variant, Eyc(20) As Variant, Fyc(20) As Variant, Gyc(20) As Variant, AB(20) As Variant, DE(20) As Variant
    '処理
    For θ = 0 To buf(0) Step buf(2)
        'オートシェイプ削除
        For Each ee In ActiveSheet.Shapes
            ActiveSheet.Shapes(1).Delete
        Next
        '足描画
        For Z = 0 To buf(1)
            Dim ARZ As Single: ARZ = Application.RoundUp(Z Mod 2, 0) * 2
            '座標A計算
            Ax(Z) = Ox + m * Cos(Radians(θ + 360 / (buf(1) + 1) * Z))
            Ay(Z) = Oy + m * Sin(Radians(θ + 360 / (buf(1) + 1) * Z))
            '座標B計算
            Bx(Z) = Ox - a + ARZ * a
            By(Z) = Oy + l
            '座標C計算
            AB(Z) = ( (Ax(Z) - Bx(Z)) ^ 2 + (By(Z) - Ay(Z)) ^ 2) ^ 0.5
            Cθ(Z) = Atn( (Ay(Z) - By(Z)) / (Ax(Z) - Bx(Z)))
            Cxc(Z) = (AB(Z) ^ 2 + b ^ 2 - j ^ 2) / (2 * AB(Z))
            Cyc(Z) = (b ^ 2 - Cxc(Z) ^ 2) ^ 0.5
            Cx(Z) = Bx(Z) + Cxc(Z) * Cos(Cθ(Z)) + Cyc(Z) * Cos(Cθ(Z) - PI / 2) - ARZ * Cxc(Z) * Cos(Cθ(Z))
            Cy(Z) = By(Z) + Cxc(Z) * Sin(Cθ(Z)) + Cyc(Z) * Sin(Cθ(Z) - PI / 2) - ARZ * Cxc(Z) * Sin(Cθ(Z))
            '座標D計算
            Dxc(Z) = (AB(Z) ^ 2 + c ^ 2 - k ^ 2) / (2 * AB(Z))
            Dyc(Z) = (c ^ 2 - Dxc(Z) ^ 2) ^ 0.5
            Dx(Z) = Bx(Z) + Dxc(Z) * Cos(Cθ(Z)) + Dyc(Z) * Cos(Cθ(Z) + PI / 2) - ARZ * Dxc(Z) * Cos(Cθ(Z))
            Dy(Z) = By(Z) + Dxc(Z) * Sin(Cθ(Z)) + Dyc(Z) * Sin(Cθ(Z) + PI / 2) - ARZ * Dxc(Z) * Sin(Cθ(Z))
            '座標E計算
            Eθ(Z) = Acos( (Bx(Z) - Cx(Z)) / b) + PI
            Exc(Z) = (b ^ 2 + d ^ 2 - e ^ 2) / (2 * b)
            Eyc(Z) = (d ^ 2 - Exc(Z) ^ 2) ^ 0.5
            Ex(Z) = Bx(Z) + Exc(Z) * Cos(Eθ(Z)) + Eyc(Z) * Cos(Eθ(Z) - PI / 2) - ARZ * Eyc(Z) * Cos(Eθ(Z) - PI / 2)
            Ey(Z) = By(Z) + Exc(Z) * Sin(Eθ(Z)) + Eyc(Z) * Sin(Eθ(Z) - PI / 2) - ARZ * Eyc(Z) * Sin(Eθ(Z) - PI / 2)
            '座標F計算
            DE(Z) = ( (Dx(Z) - Ex(Z)) ^ 2 + (Dy(Z) - Ey(Z)) ^ 2) ^ 0.5
            Fθ(Z) = Atn( (Ey(Z) - Dy(Z)) / (Ex(Z) - Dx(Z)))
            Fxc(Z) = (DE(Z) ^ 2 + g ^ 2 - f ^ 2) / (2 * DE(Z))
            Fyc(Z) = Abs(g ^ 2 - Fxc(Z) ^ 2) ^ 0.5
            Fx(Z) = Dx(Z) - Fxc(Z) * Cos(Fθ(Z)) - Fyc(Z) * Cos(Fθ(Z) - PI / 2) + ARZ * Fxc(Z) * Cos(Fθ(Z))
            Fy(Z) = Dy(Z) - Fxc(Z) * Sin(Fθ(Z)) - Fyc(Z) * Sin(Fθ(Z) - PI / 2) + ARZ * Fxc(Z) * Sin(Fθ(Z))
            '座標G計算
            Gθ(Z) = Atn( (Fy(Z) - Dy(Z)) / (Fx(Z) - Dx(Z)))
            Gxc(Z) = (g ^ 2 + i ^ 2 - h ^ 2) / (2 * g)
            Gyc(Z) = (i ^ 2 - Gxc(Z) ^ 2) ^ 0.5
            Gx(Z) = Dx(Z) - Gxc(Z) * Cos(Gθ(Z)) - Gyc(Z) * Cos(Gθ(Z) - PI / 2) + ARZ * Gxc(Z) * Cos(Gθ(Z))
            Gy(Z) = Dy(Z) - Gxc(Z) * Sin(Gθ(Z)) - Gyc(Z) * Sin(Gθ(Z) - PI / 2) + ARZ * Gxc(Z) * Sin(Gθ(Z))
            Dim axis() As Variant, AOx As Variant, AOy As Variant, link As Variant, AOx1 As Variant, AOy1 As Variant, AOx2 As Variant, AOy2 As Variant
            'リンク軸座標格納
            axis = Array("A", "B", "C", "D", "E", "F", "G", "O")
            AOx = Array(Ax(Z), Bx(Z), Cx(Z), Dx(Z), Ex(Z), Fx(Z), Gx(Z), Ox)
            AOy = Array(Ay(Z), By(Z), Cy(Z), Dy(Z), Ey(Z), Fy(Z), Gy(Z), Oy)
            'リンク座標格納 b   c   d   e   f   g   h   i   j   k   m
            link = Array("b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j", "k", "m")
            AOx1 = Array(Bx(Z), Bx(Z), Bx(Z), Cx(Z), Ex(Z), Dx(Z), Fx(Z), Dx(Z), Ax(Z), Ax(Z), Ox)
            AOy1 = Array(By(Z), By(Z), By(Z), Cy(Z), Ey(Z), Dy(Z), Fy(Z), Dy(Z), Ay(Z), Ay(Z), Oy)
            AOx2 = Array(Cx(Z), Dx(Z), Ex(Z), Ex(Z), Fx(Z), Fx(Z), Gx(Z), Gx(Z), Cx(Z), Dx(Z), Ax(Z))
            AOy2 = Array(Cy(Z), Dy(Z), Ey(Z), Ey(Z), Fy(Z), Fy(Z), Gy(Z), Gy(Z), Cy(Z), Dy(Z), Ay(Z))
            'b~mのリンク・記号を描画
            For jj = 0 To 10
                'リンク
                With ActiveSheet.Shapes.AddLine(AOx1(jj), AOy1(jj), AOx2(jj), AOy2(jj)).Line
                    .ForeColor.RGB = RGB(Abs(Application.RoundUp( ( (Z + 4) Mod 4) / 10, 0) - 1) * 255, Abs(Application.RoundUp( ( (Z + 4) Mod 6) / 10, 0) - 1) * 255, Abs(Application.RoundUp( ( (Z + 4) Mod 5) / 10, 0) - 1) * 255)
                    .Weight = 0.75
                End With
                'リンク記号
                ActiveSheet.Shapes.AddShape(msoShapeRectangle, (AOx1(jj) + AOx2(jj)) / 2 - 9, (AOy1(jj) + AOy2(jj)) / 2 - 8, 48.75, 43.5).Select
                With Selection.ShapeRange
                    .Fill.Visible = msoFalse
                    .Line.Visible = msoFalse
                    .TextFrame2.TextRange.Characters.Text = link(jj)
                    .TextFrame2.TextRange.Characters.Font.Fill.ForeColor.ObjectThemeColor = msoThemeColorText1
                    .TextFrame2.TextRange.Characters.Font.Size = 8
                End With
            Next jj
            '軸ポイント描画
            With ActiveSheet.Shapes
                .AddShape msoShapeOval, Ox - 4, Oy - 5, 8, 8  'O
                .AddShape msoShapeOval, Bx(Z) - 4, By(Z) - 5, 8, 8  'B
                .AddShape msoShapeOval, Gx(Z) - 5, Gy(Z) - 5, 8, 8  'G
            End With
            '軸記号描画
            For kk = 0 To 7
                ActiveSheet.Shapes.AddShape(msoShapeRectangle, AOx(kk) - 9, AOy(kk) - 8, 48.75, 43.5).Select
                With Selection.ShapeRange
                    .Fill.Visible = msoFalse
                    .Line.Visible = msoFalse
                    .TextFrame2.TextRange.Characters.Text = axis(kk)
                    .TextFrame2.TextRange.Characters.Font.Fill.ForeColor.ObjectThemeColor = msoThemeColorText1
                    .TextFrame2.TextRange.Characters.Font.Size = 8
                End With
            Next kk
        Next Z
        Range("A1").Select
        DoEvents
    Next θ
End Sub

Function Radians(Degrees As VariantAs Variant
    '角度からラジアンを求る
    Radians = (PI / 180) * Degrees
End Function

Function Acos(x As VariantAs Variant
    'アークコサインを求める
    Select Case x
      Case Is = -1
        Acos = PI
      Case Is = 1
        Acos = 0
      Case Else
        Acos = PI / 2 - Atn(x / Sqr(1 - x ^ 2))
    End Select
End Function

VBAプログラム「テオ・ヤンセン機構4脚シミュレート」
 

2. まとめ

  前回よりもさらにストランドビーストが動物らしく動く様になりました!
 
イメージ 1 イメージ 3
励みになりますのでよければクリック下さい(^o^)/

↩【Gamebuinoで自作ゲーム!】目次に戻る