Vixen LightsとArduinoでNeoPixelを制御する：ステップバイステップガイド

必要な部品と材料

部品	数量	備考
Arduino Nano R3	1
Arduino UNO	1	代替として使用可能
WS2812B LEDストリップ（60ピクセル/m）	1	5m巻き（全300ピクセル）推奨
抵抗 470Ω	1	データライン用
5V 40A 電源	1	ピクセル数に応じて容量選定
ブレッドボード	1
デュポンワイヤ（ジャンパーワイヤ）	1式

必要な工具

• はんだごて
• はんだ

使用するソフトウェア・サービス

• Vixen Lights 3.x（本チュートリアルはv3.4u2 64bitベース）
• Arduino IDE

プロジェクト概要

Vixen Lightsとは？

Vixen Lightsは、DIY照明オートメーションディスプレイ用のソフトウェアです。バージョン3.xでは、アドレッサブル「ピクセル」ライトへの対応のために完全に再設計されました。

ピクセル（アドレッサブルLED）とは？

ピクセルは、赤・緑・青の3原色LEDを内蔵し、各色の強度を変えることで全色を表現できるデバイスです。本記事で使用するWS2812Bは、ICチップを内蔵し、データ入力を受け取って自身の色を表示し、残りのデータを次のピクセルへ渡します。一般的にアドレッサブルRGBストリップは3線（電源、GND、データ）で、いわゆる「ダム」なRGBストリップは4線（電源＋R/G/B各制御）です。

電源設計の重要ポイント

RGBピクセルは大電流を消費します。Arduinoの内蔵レギュレータでは数個程度しか点灯できません。必ず外部電源を用意してください。

• 電圧：使用LEDに合わせる（例：5V品なら5V）
• 電流：全点灯（白）時、1ピクセル約60mA。300ピクセルなら約18A必要
• 電圧降下対策：細い銅箔配線では抵抗損失が大きいため、長いストリップでは中間で電源を追加注入（データ線はジャンパーで接続、電源/GNDを太い線で電源まで引き戻す）
• 電源容量は余裕を持って選定（40Aや60A等）。複数電源を使う場合は全GNDを共通接地

Arduinoコントローラの役割と限界

メインストリームのArduinoボードなら、Vixenとピクセルストリップの中継として使えます。最大の制約はシリアルポート速度（多くは115,200bps上限）です。300ピクセル（900チャネル）を115,200bpsで送ると約45msかかり、リフレッシュレートは約20Hz（50ms周期）が限界です。より多くのピクセルを制御する場合は、Vixen側の更新間隔を100ms以上に設定してください。

※本チュートリアルのコードはDavid Hunt氏（blog.huntgang.com）のものをベースにしています。

Vixen Lights 3.xでのシリアルコントローラ設定手順

ステップ1：Generic Serial Controllerの追加

右上メニューから「Generic Serial Controller」を追加します。

ステップ2：出力数の設定

コントローラの出力数を「ピクセル数 × 3」に設定します。例：30ピクセルなら90出力。

ステップ3：COMポートとボーレート設定

右下の歯車アイコンからCOMポートを選択（Arduinoが割り当てられているポート）、ボーレートを115200に設定。他はデフォルトのままでOK。

ステップ4：ヘッダーにピクセル数を指定

「Header Text」にピクセル数を3桁で入力（例：30ピクセルなら「030」）。この時点でArduinoのRX LEDが点滅し、データ受信を開始します。

ピクセル用エレメントの設定

ステップ5：Single Itemで「Pixel Strip」を作成

左上のドロップダウンから「Single Item」を選び、緑の「+」ボタンで追加、名前を「Pixel Strip」とします。

ステップ6：Numbered Itemsで全ピクセルを生成

作成した「Pixel Strip」を右クリック → 「Add Multiple」 → 「Numbered Items」を選択、名前とピクセル数（例：30）を指定してOK。

ステップ7：Color HandlingをフルRGBに設定

「Pixel Strip」をハイライトし、左下の「Configure:」から「Color Handling」を選択、「They can be any color: they are full RGB and mix to make any color.」を選択。

ステップ8：エレメントをコントローラにパッチ

左側の「Pixel Strip」と右側の「Generic Serial Controller」をハイライトし、「Patch Elements to Controllers」をクリック。未接続パッチポイント数が一致していれば完了です。

ステップ9：グラフィカルビューで確認

正しく設定できていれば、以下のようなビューになります。

最初のシーケンスを作成する

ステップ10：新規シーケンス作成

Vixenを起動し、「New Sequence...」をクリック。

ステップ11：オーディオファイルをインポート

「Tools」メニューから「Audio」→「Import Audio」でMP3等を読み込み。

ステップ12：タイムラインのズーム調整

波形が表示されたら、ツールバーの虫眼鏡アイコンでタイムラインを拡大・縮小して作業しやすくします。

ステップ13：ビート/バー検出でエフェクト合わせ

「Tools」→「Audio」→「Beat/Bar Detector」を実行。白い線がビート位置に表示され、エフェクト配置のガイドになります。

ステップ14：エフェクトの配置

左メニュー「Effects」から「Basic Lighting」や「Pixel Lighting」のエフェクト（例：Chase）をドラッグ＆ドロップで「Pixel Strip」ラインに配置、マウスで長さ調整。

ステップ15：エフェクトパラメータの調整

配置したエフェクトを選択し、右メニューで方向・色・パルス・深度等を調整。「Effect Preview」でリアルタイム確認可能。

ステップ16：再生して確認

左上の再生ボタンでプレビュー。YouTubeに多数のサンプル動画がありますので参考にしてください。

注意： ArduinoをPCに接続しVixenを起動すると、ArduinoのRX LEDが点滅します。これはシリアルデータ待ち受け状態を示しています。

Arduinoスケッチ（FastLEDライブラリ使用）

FastLEDライブラリ（https://fastled.io/）をArduino IDEのライブラリマネージャからインストールしてください。

/* Vixen Lights 3.x - Arduino Generic Serial for Addressable Pixels
 * Created November 8th, 2014 By Richard Sloan - www.themindfactory.com
 * And David Hunt - blog.huntgang.com
 * Version 1.4
 */
#include <FastLED.h>

#define NUM_LEDS 300  // 最大対応ピクセル数（メモリ節約のため）
#define DATA_PIN 6    // データ線接続ピン

CRGB leds[NUM_LEDS];

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int cnt = 0;
  unsigned int num_leds, d1, d2, d3;

  for(;;) {
    cnt = 0;
    // ヘッダー「>>」待ち
    while(!Serial.available()); if(Serial.read() != '>') continue;
    while(!Serial.available()); if(Serial.read() != '>') continue;
    // 3桁のピクセル数取得
    while(!Serial.available()); d1 = Serial.read();
    while(!Serial.available()); d2 = Serial.read();
    while(!Serial.available()); d3 = Serial.read();
    // ヘッダー終端「<<」確認
    while(!Serial.available()); if(Serial.read() != '<') continue;
    while(!Serial.available()); if(Serial.read() != '<') continue;

    num_leds = (d1-'0')*100 + (d2-'0')*10 + (d3-'0');
    if(num_leds > NUM_LEDS) continue;

    FastLED.addLeds<WS2812B, DATA_PIN, GRB>(leds, num_leds);

    // 各ピクセルのR,G,Bを順次読み取り
    do {
      while(!Serial.available()); leds[cnt].r = Serial.read();
      while(!Serial.available()); leds[cnt].g = Serial.read();
      while(!Serial.available()); leds[cnt++].b = Serial.read();
    } while(--num_leds);

    FastLED.show();  // ストリップへ出力
  }
}

回路図

データ線には470Ωの抵抗を直列に挿入してください。電源は外部5V電源からピクセルストリップへ直接供給し、Arduinoと電源のGNDを共通にします。

以上で、Vixen LightsとArduinoによるNeoPixel制御の基本セットアップは完了です。より大規模なディスプレイを作る場合は、電源注入ポイントの追加や、Teensy等の高速シリアル対応ボードの検討をお勧めします。