Busca un buen DAC y lo harás con facilidad.
Algunos Arduinos tienen salida DAC como el DUE que lo tiene x 2 y a 12 bits.
Otros no Arduinos como el ESP32 tmb tiene 2.
Si mal recuerdo hay otras opciones disponibles en el mismo microcontrolador.
Tambien si ya tienes el MEGA puedes comprar un modulo DAC. Según el país tienes que encontrar muchas opciones disponibles.
COn un DAC 0-5 lo resuelves con mucha facilidlad.