MCP9700の電圧を温度に直す式は？

温度＝(出力の電圧−0.5)÷0.01です。0℃で0.5V、1℃ごとに10mV上がるので、0.75Vなら25℃です。

温度センサの値が温度計と2〜3℃ずれるのはなぜ？

MCP9700の精度は0〜70℃で最大±4℃です。25℃で合わせ込むと、代表値で±0.5℃まで良くなります。

CdSにつなぐ固定抵抗は何Ω？

見分けたい2つの明るさの抵抗の積の√が目安です。GL5528で10luxと100luxなら約7.5kΩです。

CdSで明るさ（lux）を正確に測れる？

目安までです。同じ品種でも抵抗に2倍の個体差があり、明るさで約3倍ずれます。判定向きです。

可変抵抗は何Ωを選べばいい？

10kΩくらいが扱いやすいです。まん中でもADCから見た抵抗が2.5kΩで、10kΩ以下の目安に入ります。

基準電圧は5Vと内部1.1Vのどちらにする？

CdSと可変抵抗は5V（電源）、MCP9700で室温付近を細かく読むなら内部1.1Vです。上限は約60℃です。

マイコンでセンサの電圧を読む｜温度・CdS・可変抵抗の3例と計算

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マイコンでセンサの電圧を読む手順は、電圧にする → ADC で読む → 式で直す、の3段です。温度センサ MCP9700 なら温度＝(電圧−0.5)÷0.01 で、3つの例の換算の式は早見表、CdS の固定抵抗は選び方の節へ。

温度や明るさをマイコンで読むのは、電子工作でも仕事でも最初の一歩です。ところが、センサをつないで数字が出ても、それが何℃なのか、正しいのかがわからないことがよくあります。

この記事では、よく使われる3つのセンサを例に、回路・読みの直し方・部品の値の決め方を、データシートの数字で計算しながら説明します。

マイコンでセンサの電圧を読む3つの例

この記事では、温度センサ MCP9700 を A0、CdS を A1、可変抵抗を A2 につなぎ、読んだ数字を温度・明るさ・位置に直します。

センサ	わかること	回路	読みの直し方
MCP9700	温度	そのまま A0	温度＝(電圧−0.5)÷0.01
CdS	明るさ	固定抵抗 7.5kΩ と分圧	抵抗に直してから明るさへ
可変抵抗 10kΩ	つまみの位置	両はしを 5V と GND	位置＝読み÷1023

例はマイコンの電源が 5V、ADC が 10ビット（0〜1023）の場合です。Arduino Uno（ATmega328P）がこの組み合わせです。

ADC が電圧を数字にするしくみ（1段の電圧・基準電圧・入力の抵抗）は、対になる記事で詳しく説明しています。この記事では「読んだ数字を直す」ことに集中します。

つまり、3つとも「電圧にする → ADC で読む → 式で直す」。違うのは、電圧の作り方と直し方の式です。

センサは2種類：電圧を出すか、抵抗が変わるか

MCP9700 のように自分で電圧を出すセンサは、ADC にそのままつなぎます。CdS や可変抵抗のように抵抗が変わるだけのセンサは、固定抵抗と分圧して電圧にしてから読みます。

ADC が読めるのは電圧だけです。抵抗の大きさは、そのままでは読めません。そこで、抵抗が変わるセンサと固定抵抗を直列にして電源につなぎ、そのまん中の電圧を読みます。センサの抵抗が変わると、まん中の電圧が変わります。

この違いは、基準電圧の選び方にも関わります。電源を分けた電圧は電源を基準に読むと電源のずれが消えますが、MCP9700 のような決まった電圧は、電源のずれがそのまま誤差になります。

温度で抵抗が変わるサーミスタも、CdS と同じ分圧の形で読めます。

つまり、まず「このセンサは電圧を出すのか、抵抗が変わるのか」を見分けます。

例1 温度センサMCP9700：3本の足をつなぐだけ

MCP9700 は、VDD を 5V、GND を GND、VOUT を A0 につなぐだけで動きます。VDD と GND の間に 0.1µF を付けます。

MCP9700 は、Microchip の小さな温度センサ IC です。電源は 2.3〜5.5V で、流れる電流は 6µA（代表値）と小さく、出力（VOUT）はマイコンの ADC に直接つなげます。

MCP9700の出力：0℃で0.5V、1℃で10mV上がる

MCP9700 の出力の電圧は、0℃ で 0.5V、1℃ 上がるごとに 10mV（0.01V）上がります。だから、温度＝(電圧−0.5)÷0.01 で直せます。

例えば 25℃ なら、0.01×25＋0.5＝0.75V です。−40℃ で 0.1V、125℃ で 1.75V になり、データシートにも出力は 100mV〜1.75V と書かれています。

0℃ で 0.5V という「ゲタ」をはかせてあるので、0℃ より低い温度でも電圧はマイナスになりません。マイコンの ADC は 0V より低い電圧を読めないので、この形が便利です。

つまり、MCP9700 は「0.5V から 1℃ ごとに 10mV」。式は引いて割るだけです。

25℃を読む計算：5V基準と内部1.1V基準

25℃（0.75V）を 5V 基準で読むと読みは 153 で、直すと 24.7℃、1段は 0.49℃ です。内部 1.1V 基準なら読みは 698、24.98℃ で、1段は 0.11℃ と細かくなりますが、測れるのは約60℃ までです。

	5V（電源）基準	内部 1.1V 基準
25℃ の読み	153	698
直した温度	24.7℃	24.98℃
1段の温度	0.49℃	0.11℃
測れる上限	125℃（センサの上限）	約60℃（1.0V の個体なら 50℃）
誤差のもと	電源のずれ（4.8V なら 25℃ が約28℃ に）	内部基準の個体差 1.0〜1.2V

プログラムにすると、次の3行です（Arduino の例。5V 基準）。

int n = analogRead(A0);          // 0〜1023
float v = n * 5.0 / 1024.0;       // 読み → 電圧（5V 基準）
float t = (v - 0.5) / 0.01;       // 電圧 → 温度（MCP9700）

内部 1.1V にするときは、analogReference(INTERNAL) を呼び、式の 5.0 を 1.1 に変えます。内部基準は1台ずつ 1.0〜1.2V の差があるので、正確に測るなら、テスターで測った電圧と比べて合わせ込みます。

つまり、室温くらいを細かく測るなら内部 1.1V、高い温度まで測るなら 5V 基準。どちらも基準電圧の値が温度の誤差に効きます。

誤差を比べる：細かく読んでも正しさはセンサで決まる

ADC の1段（0.49℃ や 0.11℃）より、MCP9700 自身の誤差（0〜70℃ で最大 ±4℃）のほうがずっと大きいです。精度が要るなら MCP9700A（±2℃）を選ぶか、25℃ で合わせ込みます。

誤差のもと	大きさ	出典・条件
ADC の1段（5V 基準）	0.49℃	5÷1024÷0.01
ADC の1段（1.1V 基準）	0.11℃	1.1÷1024÷0.01
MCP9700 の精度	±4℃（最大）	0〜+70℃、データシートの表
MCP9700A の精度	±2℃（最大）	0〜+70℃、同じ表
25℃ で合わせ込んだとき	±0.5℃（代表値）	0〜+70℃、データシート 4.1節

温度計と比べて 2〜3℃ ずれていても、MCP9700 なら精度の範囲内のことがあります。読みを細かくするより、まずセンサの精度の欄を見ます。

合わせ込みは、正確な温度計と同じ場所に置いて読み、その差をプログラムで引くことです。データシートは、25℃ で合わせ込むと 0〜70℃ で ±0.5℃（代表値）になると書いています。

つまり、ADC の細かさとセンサの正しさは別もの。正しさはデータシートの「精度」の行で決まります。

例2 明るさCdS：固定抵抗と分圧して電圧にする

CdS を 5V 側、固定抵抗 Rf（7.5kΩ）を GND 側につなぎ、まん中を A1 で読みます。明るいと CdS の抵抗が小さくなり、A1 の電圧が上がります。

CdS は、明るいほど抵抗が小さくなる部品です。例えば GL5528 という品種は、データシートで 10lux のとき 10〜20kΩ、暗いと 1MΩ くらいです。

CdS の抵抗が小さくなる（明るい）と、分母が小さくなるので V は大きくなります。CdS と Rf を上下逆にすると、明るいほど電圧が下がる回路になります。どちらでも読めますが、この記事は「明るい＝大きい数字」になる向きにしました。

分圧の考え方と、2本の抵抗の決め方は、分圧回路の記事にまとめています。

つまり、CdS は「固定抵抗との分圧」で電圧にして読みます。

明るさとCdSの抵抗・A1の電圧

明るさが10倍になると、GL5528 の抵抗は約1/4 になります（γ＝0.6）。Rf＝7.5kΩ なら、1lux で 0.56V、10lux で 1.67V、100lux で 3.33V、1000lux で 4.44V です（イメージ）。

γ（ガンマ）は、明るさが10倍になったときに抵抗がどれだけ下がるかを表す数字です。データシートでは、10lux と 100lux の抵抗の比の対数として決められています。γ＝0.6 なら、10倍明るくなると抵抗は 10^0.6≒4 分の1 です。

明るさ	CdS の抵抗（15kΩ の品）	A1 の電圧	読み
1lux	59.72kΩ	0.56V	114
10lux	15.00kΩ	1.67V	341
100lux	3.77kΩ	3.33V	681
1000lux	0.95kΩ	4.44V	909

表は、10lux で 15kΩ（10〜20kΩ のまん中）の品として計算したイメージです。実物の曲線は、この式からいくらかずれます。

つまり、明るさは「10倍ごとに抵抗が約1/4」。電圧は明るさの対数にほぼ比例して上がります。

CdSの固定抵抗の選び方：見分けたい明るさの√

固定抵抗 Rf は、見分けたい2つの明るさでの CdS の抵抗をかけて √（ルート）をとった値が目安です。10lux（15kΩ）と 100lux（3.77kΩ）なら √(15×3.77)＝7.52kΩ → E24 の 7.5kΩ です。

Rf	10lux と 100lux の電圧の差
1kΩ	0.74V
7.5kΩ	1.66V
10kΩ	1.63V
100kΩ	0.47V

Rf を 7.5kΩ にすると、2つの明るさの電圧の差が 1.66V と最も大きくなります。1kΩ や 100kΩ では差が小さく、ADC の読みの差も小さくなります。

このとき、ADC から見た抵抗は、CdS と Rf が同じ値のとき最大の 3.75kΩ（暗いときでも 7.44kΩ）で、ADC の「10kΩ 以下」の目安に入ります。CdS の電力も最大 0.83mW で、上限の 100mW よりずっと小さいです。

つまり、Rf は「見分けたい2つの明るさの抵抗の√」。迷ったら 10kΩ 前後から試します。

読みから明るさに直す：計算と個体差

読みから CdS の抵抗は R＝Rf×(1024÷読み−1) で出せます。基準電圧が式から消えるので、電源のずれは効きません。ただし CdS の個体差（10〜20kΩ）で、明るさは約3.2倍ずれます。

例えば読みが 512 なら、R＝7.5kΩ×(1024÷512−1)＝7.5kΩ です。10lux で 15kΩ の品なら、明るさは約32lux になります。

ところが、同じ GL5528 でも 10lux の抵抗は 10〜20kΩ と2倍の幅があります。10kΩ の品なら約16lux、20kΩ の品なら約51lux で、約3.2倍も違います。

そのため CdS は、正確な照度を測るより「暗くなったら明かりをつける」のような判定に向いています。しきい値の近くで ON/OFF がバタつくときは、しきい値を上げるときと下げるときで変える（ヒステリシス）と落ち着きます。

抵抗をもっと正確に測る回路の考え方として、ブリッジ回路もあります。

つまり、CdS は「明るい・暗い」の判定向き。正確な照度が要るなら、照度計で合わせ込むか照度センサ IC を使います。

例3 可変抵抗：位置＝読み÷1023

可変抵抗の両はしを 5V と GND に、まん中の足を A2 につなぐと、つまみの位置に比例した電圧が出ます。位置（%）＝読み÷1023×100 です。10kΩ なら、ADC から見た抵抗はまん中で最大 2.5kΩ です。

つまみの位置	電圧	読み	読み÷1023
0%	0.00V	0	0.0%
25%	1.25V	256	25.0%
50%	2.50V	512	50.0%
75%	3.75V	768	75.1%
100%	5.00V	1023	100.0%

可変抵抗は、それ自体が分圧回路です。つまみを回すと、まん中の足（ワイパー）の位置が動き、上下の抵抗の比が変わります。電源を分けた電圧なので、5V（電源）を基準に読めば、電源のずれは効きません。

ADC から見た抵抗は、上と下の抵抗の並列です。いちばん大きいのはまん中で、10kΩ なら 5kΩ と 5kΩ の並列で 2.5kΩ です。100kΩ の可変抵抗では 25kΩ になり、10kΩ の目安を超えるので、A2 と GND の間に 0.1µF を足します。

つまり、可変抵抗は両はしを電源、まん中を ADC。10kΩ くらいを選べば、ADC の条件も電流も気にしなくて大丈夫です。

早見表：3つのセンサの回路と換算の式

答えだけ欲しい人向けの表です。電圧を出すセンサか、分圧で読むセンサかで、基準電圧の選び方が変わります。

センサ	回路	換算の式	基準電圧	1段・注意
MCP9700（温度）	そのまま A0、VDD と GND に 0.1µF	(V−0.5)÷0.01	1.1V か 5V	0.49℃（5V）／0.11℃（1.1V）。精度 ±4℃
CdS（明るさ）	Rf 7.5kΩ と分圧	R＝Rf×(1024÷読み−1)	5V（電源）	明るさは目安（個体差約3.2倍）
可変抵抗（位置）	両はしを 5V・GND	読み÷1023×100%	5V（電源）	10kΩ でまん中 2.5kΩ。100kΩ なら 0.1µF

つまり、表の「換算の式」をプログラムに書けば、3つのセンサの値が読めます。

ブレッドボードの配線：3つのセンサをA0・A1・A2へ

5V と GND はレールから配り、各センサの出力の列からマイコンの A0〜A2 へ線を引きます。マイコンの GND とセンサの GND は、同じ GND レールにつなぎます。

センサまでの線が長くなると、ノイズを拾って読みがゆれます。センサの近くに 0.1µF を置き、GND の線もいっしょに引きます。

つまり、電源とGNDはレール、出力は列から A0〜A2。GND はすべて1か所につなぎます。

よくある失敗4つ：センサの電圧を読むとき

温度センサを逆に差す・CdS に固定抵抗がない・可変抵抗を2本の足だけで使う・長い配線でノイズ、の4つがよくある失敗です。

1. MCP9700 を逆向きに差す

VDD と GND が入れかわり、熱くなったり壊れたりすることがあります。平らな面の向きと、データシートの足の名前を確かめてから電源を入れます。

2. CdS に固定抵抗がない

CdS を 5V と A1 の間につなぐだけでは、ADC の入力はほとんど電流を流さないので、A1 は 5V 近くのまま動きません。固定抵抗と分圧して電圧にします。

3. 可変抵抗を2本の足だけで使う

まん中と片方のはしだけをつなぐと、電圧が決まりません。3本ともつなぎ、両はしを 5V と GND にします。

4. 長い配線でノイズ

センサを離れた場所に置くと、読みがゆれたり跳んだりします。0.1µF を足す・何回か読んで平均する・信号と GND の線をより合わせる、を試します。外に出る線は、静電気からマイコンを守る対策も入れます。

つまり、差す向き・分圧・3本の足・配線の長さの4点を、電源を入れる前に確かめます。

テスターで確かめる：3つの出力の電圧

最低限、①A0（MCP9700）が室温で約0.75V前後か、②A1・A2 が明るさやつまみで動くか、をテスターで確かめます。

最低限ここだけ

余裕があれば

テスターの電圧から計算した温度と、プログラムが出した温度が同じかを比べます。違うなら、プログラムの基準電圧の値が実際と合っていません（5V ピンの電圧も測ります）。室温の温度計と比べて ±4℃ 以内なら、MCP9700 の精度の範囲です。

つまり、テスターで「センサの出力」と「基準電圧」を測れば、配線とプログラムのどちらが原因かを切り分けられます。

センサ	温度や明るさなどを、電圧や抵抗の変化にする部品
ADC	マイコンの中の、電圧を 0〜1023 の数字にする回路
基準電圧	ADC のものさしの長さ。読みが最大になる電圧
分圧	2つの抵抗で電圧を分けること。抵抗の比で電圧が決まる
CdS（シーディーエス）	明るいほど抵抗が小さくなる部品。光センサの一種
可変抵抗	つまみを回すと、まん中の足の位置が動く抵抗
lux（ルクス）	明るさの単位。部屋の明かりで数百lux ほど
固定抵抗 Rf	CdS と組み合わせる、値の変わらないふつうの抵抗