コンパクト気象ステーション：Arduino Nano & ESP8266 + BMP280 + OLED/Nokia LCD

必要な部品と用品

Arduino Nano R3	×1
BMP280 気圧センサーモジュール（I2C）	×1
Nokia 5110 LCD（84×48ドット）	×1
NodeMCU 1.0 (ESP-12E モジュール)	×1
0.96インチ OLEDディスプレイ（128×64、I2C/SPI）	×1

必要な工具

• はんだごて（汎用）

プロジェクトについて

このデバイスは1つの筐体に2つの独立したシステムを収めたコンパクトな気象ステーションです。

システム1: Arduino Nano + BMP280 + Nokia 5110 LCD（ローカル気圧計）

• BMP280（またはBMP180互換）で大気圧と温度を測定。
• EEPROMに過去の気圧データを時系列保存し、現在値、1時間前差分、3時間前差分を算出・表示。
• 気圧変化傾向（上昇/下降/変化なし）から短期的な天気予測が可能。
• スリープモード（ウォッチドッグタイマー使用）で消費電力を抑制し、約1分ごとに測定・更新。
• コードは shelvin.de の公開コードをベースに、標高補正（druck_offset）を追加。

システム2: ESP8266 (NodeMCU) + OLED + Wi-Fi（天気予報表示）

• ESP8266がWi-Fi経由で OpenWeatherMap APIに接続し、3日間の天気予報を取得。
• OLEDディスプレイに予報（天気アイコン、最高/最低気温、降水確率等）を表示。
• 事前にOpenWeatherMapでAPIキーを取得し、スケッチに設定が必要。
• ライブラリ導入と詳細なセットアップ手順は こちらのガイド を参照。

筐体と組み立て

両システムは共通の電源（5V USB等）から給電可能ですが、完全に独立して動作します。Nokia LCDはバックライトなしで視認性が高く、OLEDは夜間も見やすい利点があります。

ソースコード（Arduino Nano側・気圧計）

完全なコードは長いため主要構造のみ示します。EEPROM循環バッファ、BMP180/280生ドライバ、Nokia 5110 LCDドライバ、スリープ制御を含みます。

// 気圧計メインループ（Arduino Nano）
#include <Wire.h>
#include <EEPROM.h>
#include <avr/sleep.h>

// EEPROM循環バッファ設定（1024バイト、4バイト/サンプル = 256サンプル = 256分）
int eepromAddr = 0, eepromMax = 1023;
int eepromDiff1 = 60;   // 1時間前（60分）
int eepromDiff3 = 180;  // 3時間前（180分）

// BMP180/280 キャリブレーションデータ読み出し・温度気圧測定関数群
// Nokia 5110 LCD 制御関数群（ASCII 5x7フォント内蔵）
// ウォッチドッグタイマーによるパワーダウンスリープ（約1秒×54回 = 54秒）

void setup() {
  // EEPROMクリア、I2C初期化、BMPキャリブレーション読み出し
  // LCD初期化（コントラスト設定等）
  // ウォッチドッグ有効化、ADC/アナログコンパレータ無効化で省電力化
}

void loop() {
  // 温度・気圧測定 → 移動平均フィルタ
  // 現在気圧をEEPROMに記録（アドレス循環）
  // 1時間前・3時間前の気圧をEEPROMから読み出し、差分計算・表示
  // 温度表示
  // 次スロットへアドレス進める
  // パワーダウン睡眠（約54秒）
}

ESP8266側コードについて

ESP8266用スケッチは ThingPulse/esp8266-weather-station 等の公開ライブラリ・サンプルをベースに、APIキーと表示レイアウトを設定して使用します。Arduino IDEでESP8266ボードパッケージを導入後、必要ライブラリ（ESP8266WiFi, HTTPClient, ArduinoJson, SSD1306Wire 等）をインストールしてください。

回路図

全体配線図を参照。Arduino Nano側：BMP280(SDA/SCL) → A4/A5、Nokia 5110 → D8〜D12。ESP8266側：OLED(SDA/SCL) → D1/D2 (GPIO5/4)。共通GND、各々5V/3.3V給電。