掌に乗る２足歩行ロボットの製作

はじめに
　ロボットが欲しいな、と思いますが、現実にはなかなか高価で手に入りません。また、機能が高い分、大型化しています。掌に乗るロボットにしよう、ということで作ってみました。

４サーボモーターでの２足歩行＜SG90相当＞
　SG90のサーボモーターをいくつか持っていましたので、片脚２つで計4つ使ってみました。コントロールする頭部にはM5AtomMatrix。LEDをたくさん持っているので表情を作ります。バッテリーは単４電池３個を使いました。GPIOピンは４つ使います。

　サーボの配置は脚長にしたり、ズングリにしたり。

マイクロサーボに変更
　ある時、ひょんなことからHOBBY KINGのマイクロサーボを入手します。HK15318B等を６個も！　一気に小型になりました。

　それならばと、腕を付けて一気に人間型に。バッテリーもランドセルを背負うようにデジカメの3.7Vバッテリーに変更。これでM5Atomと６個のサーボモーターを運用できるのには驚きました。

さらなるグレードアップ
　OLED液晶を使って、ESP32_Facesというライブラリで表情を出せることになりました。さらに、距離センサーを導入してみました。障害物に接近すると一旦後退して、乱数で方向や角度を変えて進路変更するようにしました。これらはI2CでGroveAポートから利用しています。他のI2C利用のものを並列で使えるようです。
https://youtu.be/69iWsNzZdsk

サーボモータドライバボード導入
　機能を拡張するために、サーボモータドライバを導入しました。６チャンネルあれば十分なのに、なかなかいいドライバボードは見つからず、結局１６チャンネルある一般的なPCA9685 16チャンネル PWM Servo モーター ドライバー を導入しました。ただし、私には必要ないものを取り去って軽量化とコンパクト化を図りました。このドライバーボードは3.3Vでも動作するのでバッテリーに負荷が少なくありがたかったです。（５Vのものは動作不安定になりました。バッテリーが保証された現在では使えるとは思いますが。）

M5AtomEchoに変更＜声をゲット＞
　GPIOピンをそんなに使わなくなったので、MatrixからEchoに変更。これによって声を出せるようになりました。スケッチの中に配列変数のかたちで入れておいて、必要な時にAquesTalkを利用して発声できるようにしましました。

バッテリー問題
　はじめのころは単４電池。それがデジカメバッテリー。いろいろ身に纏ってからはそれでは不十分になってきたので（フル充電しても、液晶やEchoは動作するもののサーボはすぐに動かなくなる。容量が大きくなっても同じ。）９V乾電池を降圧モジュールを介して電源としてみました。動きが安定しました。もっとも、乾電池では重すぎるので充電式のものに変更。30gという軽さにも助かっています。

　軽くなったバッテリーを背負って、嬉しそうに歩くロボット。

　ただ、距離センサーが前方だけを感知するので、斜め方向から障害物に向かうと避けることができません。センサーを２つか３つ付けて感知するようにすればいいのかもしれません。とりあえず、緊急の場合を想定し（机から落下して壊れたことがあります。）M5StackGrayとBLEでつないで、コントロールできるようにしています。

https://twitter.com/i/status/1334748499510870024
こんな感じです。