Sistema de aquecimento

Tenho que implementar um sistema de aquecimento de água através de uma entrada e saída analógica do arduino.
A entrada analógica faz a leitura da temperatura(0-10V,ligado a um potênciometro) e pretendo manter a 5V. Se a temperatuda descer abaixo activar um pwm proporcional a temperatura que desceu.
Exemplo:
0V-PWM=255;
5V-PWM=0;
Que acham deste tipo de sistema?Alguma sugestão de como programar?

O Arduino apenas aceita até 5V... como pretendes passar de 10 para 5?

Não me parece que esse controlo vá funcionar muito bem... controlo de temperatura tem um delay e tempo de estabilização relativamente grande. Quando o teu sistema desligar, a temperatura não vai estar no ponto que pretendes, mas acima... Ou nunca lá chega.
Existe já imensa literatura e código para implementares um PID. Começa por aí. É muito boa aprendizagem.

A programação é simples...

temperatura = analogRead(pino);

controlo = MagicBox(temperatura); 

analogWrite(controlo, pino2);

O que é que o PWM vai activar? Isso é a parte mais complicada do sistema.

O PWM vai estar ligado a uma resistência que faz o aquecimento da água.

UAU... isso já eu assumira.

E o que está entre o Arduino e a resistência?
A resistência vai ser alimentada com quê?
AC ou DC?
Que tensão?
Que comutador pretendes usar?
Já viste as correntes de pico que vais ter ao comutar?
Já pensaste na frequência de comutação?

A programação não pode ser começada sem saberes isto e porque é que isto influencia a programação.