Arduino製屋外温度計 - トレンド/最高/最低温度表示機能付き

概要

Arduino UNO と高精度 NTC サーミスタ（B+B Thermo Technik TS-NTC-103、10kΩ）を用いた屋外温度計です。16×2 文字 LCD に現在温度のほか、最高・最低温度と温度変化トレンド（上昇/下降矢印）を表示。プッシュボタンで最高/最低値を現在値にリセットできます。

特徴

高精度測定: ±0.5% 公差の NTC と 0.1% 公差メタルフィルム抵抗で分圧、シュタインハート・ハート式で演算
移動平均処理: 30 回測定（90 秒分）の移動平均でノイズ除去
トレンド表示: ヒステリシス付き矢印で温度変化傾向を表示
最高/最低記録: 電源投入後からの最高・最低温度を保持、ボタンでリセット可能
ノイズ対策: NTC ケーブルと LCD クロックノイズ対策にデカップリングコンデンサを実装

必要な部品

部品	数量	備考
Arduino UNO	1
16×2 LCD（白文字/青背景、I²C 変換基板付き推奨）	1
TS-NTC-103（10kΩ、±0.5%）	1	B+B Thermo Technik 製
メタルフィルム抵抗 10kΩ 0.1%	1	分圧用
可変抵抗 10kΩ	1	LCD コントラスト調整用
抵抗 820Ω / 10kΩ	各1	バックライト・プルアップ用
セラミックコンデンサ 0.1μF (100nF)	2	NTC 入力と LCD 電源に各1
電解コンデンサ 470μF 16V	1	5V ライン安定化用
タクトスイッチ（常時開）	1	最高/最低リセット用
12V 2A AC アダプタ	1	Arduino 給電用
ケース（任意）	1	屋外設置用防水ケース推奨

センサと測定原理

NTC サーミスタ TS-NTC-103

抵抗公差 ±0.5%、B 定数公差 ±0.5% の高精度品。-60〜+150°C の広範囲に対応し、25°C で 10kΩ。本プロジェクトでは -10〜+30°C の使用範囲に最適化したシュタインハート・ハート係数（A, B, C）を自前で算出し、β 式より高精度な近似を実現しています。

ノイズ対策の詳細

NTC 信号線（アナログピン）〜 GND 間に 0.1μF コンデンサで高周波ノイズ除去
LCD モジュールの VDD〜VSS 間に 0.1μF を基板直付け（配線 1cm 以内）でクロックノイズ対策
Arduino 5V〜GND 間に 470μF 電解コンデンサでスイッチング電源リップル除去

設置上の注意

直射日光が当たらない場所（北側の壁面、または家屋から離れた日陰）
壁面から数 mm 離して取り付け（壁の蓄熱影響を避ける）
暖房機器の背面壁は避ける

ソフトウェア構成

LiquidCrystal ライブラリで LCD 制御
測定間隔: 3 秒（定数 interval）
移動平均サンプル数: 30（定数 numReadings）
シュタインハート・ハート係数はスケッチ冒頭で定義（他の NTC 使用時は書き換え必要）
トレンド判定にヒステリシスを導入（v1.3〜）

係数算出方法

メーカー仕様書の抵抗-温度データから、使用温度範囲内の 3 点（例: -10°C, 0°C, +20°C）を選び、Stanford Research Systems のオンライン計算機で A, B, C を算出。β 式より誤差が小さく、実測 25°C で 25.0035°C と高精度（β 式では 25.77°C）。

リソース

NTC 係数計算ツール: Stanford Research Systems NTC Calculator

Arduino UNO/MEGA対応ニキシー管クロックシールド NCS314 – IN-14/IN-12互換 Arduino Mega と IoT センサによる高機能ホームモニタリングシステム

製造プロセス

3Dプリント

自動制御システム

産業技術

Arduino製 屋外温度計 - トレンド/最高/最低温度表示機能付き

概要

特徴