Arduino UNO製スマート気象観測ステーション: AWS風自作ウェザーステーション

プロジェクト概要

Arduino UNOを中核に、複数の環境センサーを統合し、赤外線リモコンで切り替え可能なLCD表示で気象データを確認できる自作ウェザーステーションです。レーザーカッターで加工したアクリルケースに収納し、コンパクトな筐体に仕上げています。※本プロジェクトの「AWS」は「Arduino Weather Station」の略称です。

搭載センサーと測定項目

センサー	測定項目	接続/備考
DHT11	温度・湿度	デジタル4番ピン
LM35	温度 (高精度)	アナログA1ピン
フォトレジスタ (LDR)	照度/暗さ割合	アナログA3ピン、分圧回路
水位センサー	水位/積雪深 (mm換算)	アナログA0ピン
DS1302 RTC	日時 (年月日・時分秒・曜日)	I2C風3線式 (D5,6,7)
赤外線受信モジュール	リモコン信号受信	D3ピン

表示画面とリモコン操作

16x2 I2C LCDに以下5画面を表示。赤外線リモコンで切り替えます。

ボタン	画面	表示内容	表示時間
0	日時	YYYY-MM-DD 曜日 HH:MM:SS	10秒後ホームへ
1	温湿度	LM35温度 + DHT11湿度	10秒後ホームへ
2	暗さ割合	LDR値を0-100%で表示	10秒後ホームへ
3	水位/積雪	水位センサー値を0-40mmで表示	10秒後ホームへ
Cycle	全画面巡回	上記4画面を4秒ずつ順送り	1周で終了

ホーム画面は「Arduino Weather Station」の文字がフェードイン表示されます。

筐体製作

4mmアクリル板をAutoCADで設計、レーザーカッターでカット
センサー露出用ホール、配線通し穴を事前に設計
強力接着剤で組み立て、防水性を考慮（屋外設置時は追加防水必要）
充電池内蔵（約2日駆動、2時間で充電）

ソフトウェアのポイント

LiquidCrystal_I2CライブラリでLCD制御
IRremoteライブラリで赤外線デコード (NECフォーマット想定)
DS1302ライブラリでRTC制御（バックアップ電池で10年保持）
dht.hでDHT11読み取り
ノンブロッキング設計ではなくdelay()ベースのシンプル実装
ホーム画面の文字フェードインは1文字ずつdelay(50)で実現

注意事項・メンテナンス

液体・腐食性物質から基板を保護（防水ケース推奨）
降雨後は水位センサー容器の排水・清掃
充電池は約2日で切れるため定期充電必要
極低温(0℃付近)で赤外線受信が不安定になる場合あり → リセットボタンで復旧
RTC電池切れや電源喪失時はスケッチ内の時刻設定コメントアウトを解除し再書き込みで再設定

コード構成

単一のAWS_code.inoに全機能実装。主要ライブラリ：IRremote, DS1302, dht, LiquidCrystal_I2C, Wire。フリッツィング回路図(aws_DMDwb4iUZp.fzz)とケース図面(box_a5et5f4U9F.dwg)が提供されています。

拡張アイデア

ESP8266/ESP32追加でWi-Fi経由のクラウドロギング (ThingSpeak, Ambient, AWS IoT等)
風速・風向・雨量・気圧センサー追加で本格気象観測化
ソーラーパネル+充電制御で無給電運用化
LoRaモジュールで長距離無線化
OLED/e-inkディスプレイで視認性向上

BeeMonitor: Arduino Nano 33 BLE Senseで実現するスマート養蜂管理システムレトロ風FMラジオ自作: TEA5767モジュールとArduino Nanoで作るアナログメーター付き受信機

製造プロセス

3Dプリント

自動制御システム

産業技術