Arduinoリアルタイム気象時計 - OLEDに時刻/日付/温度を表示

必要な部品と材料

部品	数量
Arduino UNO	1
DS3231 RTCモジュール（高精度リアルタイムクロック）	1
OLEDディスプレイ（SSD1306、128×64、SPI接続）	1
LM35 温度センサー	1
ブレッドボード & ジャンパーワイヤー	1式

プロジェクト概要

Arduino UNO、DS3231 RTC、LM35温度センサー、SSD1306 OLEDを組み合わせ、時刻・日付・曜日・温度をリアルタイム表示する気象時計を作ります。DS3231は温度補償水晶発振器内蔵で高精度、コイン電池バックアップで停電時も時刻を保持します。OLEDはSPI接続で高速描画、バックライト不要で視認性良好です。

回路図・配線

OLED (SSD1306) → Arduino UNO (SPI接続)

OLEDピン	Arduinoピン
CS	D10
DC	D9
RES (RST)	D8
D1 (MOSI/SDA)	D11
D0 (CLK/SCL)	D13
VCC	5V
GND	GND

DS3231 RTC → Arduino UNO (I2C接続)

RTCピン	Arduinoピン
SDA	A4
SCL	A5
VCC	5V
GND	GND

LM35 → Arduino UNO

LM35ピン	Arduinoピン
VCC (左)	5V
OUT (中)	A0
GND (右)	GND

コード解説

ライブラリとピン定義

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DS3231.h>  // RTCライブラリ（例: rinky-dink等）

DS3231 rtc(SDA, SCL);

#define OLED_MOSI 11
#define OLED_CLK  13
#define OLED_DC   9
#define OLED_CS   10
#define OLED_RESET 8

Adafruit_SSD1306 display(OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);

const int sensor_pin = A0;
float temp, output;

setup()

void setup() {
  pinMode(sensor_pin, INPUT);
  rtc.begin();
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC);

  // 初回のみ：日時設定（コメントアウト解除して一度実行）
  // rtc.setDOW(WEDNESDAY);
  // rtc.setTime(19, 2, 0);     // 19:02:00 (24h)
  // rtc.setDate(7, 12, 2017);  // 2017/12/7

  // 起動スプラッシュ
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 0);  display.print(" Weather ");
  display.setCursor(0, 17); display.print(" Clock ");
  display.display();
  delay(5000);
}

loop()

void loop() {
  output = analogRead(sensor_pin);
  temp = (output * 500.0) / 1023.0;  // LM35: 10mV/℃, 5V基準で 5000mV/1024 ≈ 4.88mV/LSB → *500/1023 ≈ ℃

  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(20, 0);
  display.print(rtc.getTimeStr());   // "HH:MM:SS"

  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 15);
  display.print(rtc.getDateStr());   // "DD/MM/YYYY"
  display.setCursor(70, 15);
  display.print(rtc.getDOWStr());    // "MON" 等

  display.setCursor(20, 25);
  display.print("Temp: ");
  display.print(temp, 1);            // 小数点1桁
  display.print("C");

  display.display();
  delay(1000);
}

完全スケッチ

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DS3231.h>

DS3231 rtc(SDA, SCL);
#define OLED_MOSI 11
#define OLED_CLK  13
#define OLED_DC   9
#define OLED_CS   10
#define OLED_RESET 8

Adafruit_SSD1306 display(OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);

const int sensor_pin = A0;
float temp, output;

void setup() {
  pinMode(sensor_pin, INPUT);
  rtc.begin();
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC);

  // 初回のみ日時設定（実行後はコメントアウト）
  // rtc.setDOW(WEDNESDAY);
  // rtc.setTime(19, 2, 0);
  // rtc.setDate(7, 12, 2017);

  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 0);  display.print(" Weather ");
  display.setCursor(0, 17); display.print(" Clock ");
  display.display();
  delay(5000);
}

void loop() {
  output = analogRead(sensor_pin);
  temp = (output * 500.0) / 1023.0;

  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(20, 0);
  display.print(rtc.getTimeStr());

  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 15);
  display.print(rtc.getDateStr());
  display.setCursor(70, 15);
  display.print(rtc.getDOWStr());

  display.setCursor(20, 25);
  display.print("Temp: ");
  display.print(temp, 1);
  display.print("C");

  display.display();
  delay(1000);
}

ポイント・改良案

• 温度計算: (analogRead * 500.0) / 1023.0 は 5V基準・10mV/℃ の近似。より正確には (analogRead * 5.0 / 1023.0) * 100.0 または内部1.1V基準使用で精度向上
• DS3231ライブラリ: 複数種類あり（RTClib 等）。API（getTimeStr()等）が異なる場合は適宜調整
• OLEDライブラリ: Adafruit_SSD1306 は SPI/Hardware SPI 両対応。高速化にはハードウェアSPI推奨
• 表示レイアウト: フォントサイズ、座標、追加情報（湿度、気圧、予報等）への拡張が容易
• 省電力: ディープスリープ＋RTC割り込み起床で電池駆動化可能
• ケース化: 3Dプリントケースやアクリル板で実用的な置き時計に

回路図