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Arduinoで作る日付・時刻付き高信頼クロック：RTC + I2C LCD + 3ボタン設定

概要

DS1307/DS3231等のRTC（リアルタイム・クロック）モジュールとI2C接続LCDを用いた、実用的な日付・時刻表示クロックです。3つのプッシュ・ボタンでコード書き換えなしに時刻・日付を設定可能。多くの自作プロジェクトのベースとして長年改良を重ねてきた設計です。

必要なパーツ

Arduino UNO ×1
I2Cモジュール付き16×2 LCD（白/青） ×1
RTCモジュール（DS1307/DS3231等） ×1
タクト・スイッチ 12mm ×3（メニュー/増/減）
10kΩ抵抗 ×3（プルダウン用）
ジャンパー・ワイヤー、ブレッドボード

接続図（I2Cバス共有）

LCDとRTCは同一I2Cバス（A4=SDA, A5=SCL）を共有。プルアップ抵抗はモジュール基板上に実装済みのものを利用。

信号	Arduinoピン	備考
SDA	A4	LCD & RTC共通
SCL	A5	LCD & RTC共通
ボタン1 (Menu)	D2	10kΩでGNDへプルダウン
ボタン2 (Up)	D3	10kΩでGNDへプルダウン
ボタン3 (Down)	D4	10kΩでGNDへプルダウン

使用ライブラリ

Wire.h（Arduino標準）
RTClib.h（Adafruit等）
LiquidCrystal_I2C.h

動作ロジック

通常時：RTCから日時を取得し、LCDに「YYYY/MM/DD HH:MM:SS」形式で表示
Menuボタン押下で設定モードへ遷移
設定モードではMenuボタン連打で「年→月→日→時→分→秒」の項目を順送り
Up/Downボタンで数値増減
再度Menu長押し（またはタイムアウト）でRTCへ書き込み、通常表示へ復帰

コード構成のポイント

loop()内でボタン状態をポーリング、デバウンス処理込み
設定項目ごとに上限/下限チェック（月1-12、日1-31等）
RTC書き込みはrtc.adjust(DateTime(...))で一括実行
I2Cアドレス競合対策：LCD(0x27/0x3F)、RTC(0x68)で固有

実装上のヒント

DS3231なら温度補償内蔵で月差±2分以内の高精度
コイン電池（CR2032）で停電時も時刻保持
I2C配線は短く、ツイストペア推奨（ノイズ対策）
LCDのI2Cアドレスが不明な場合はI2Cスキャナ・スケッチで確認

拡張例

アラーム機能追加（ブザー/リレー制御）
温湿度センサー（DHT22/BME280）追加で環境モニタ化
ESP8266/ESP32置き換えでNTP同期・Web表示化
ケース化して卓上時計として常設

リソース

完全なスケッチ、Fritzing配線図（.fzz）、Instructables公開版へのリンクは記事内の「Code」「Schematics」セクションを参照。

まとめ

RTCとI2C LCD、3ボタンという定石構成で「作ってすぐ使える」信頼性の高いクロックを実現。プルダウン抵抗が必要な分、前記事（ID:1007017580）より部品点数は増えるが、電源オフ時も時刻を維持し、長期運用に耐える実用品になります。多機能化のベースとしても最適な土台です。

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