Raspberry Pi Audio Dac-Amp-Streamer: 14 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Suunnittele päivätty Googlen AIY-äänihattu uudelleen päättömäksi stereoäänen suoratoistolaitteeksi.

Nyt kun Googlen AIY -äänisarjat lähestyvät kahden vuoden ikäänsä, olet ehkä huomannut, että uutuus on hiipunut hieman. Tai saatat ihmetellä, onko selaimesi lähimmän renessanssifestivaalin mainoksilla mitään tekemistä esittämäsi kysymyksen kanssa siitä, mistä saatat löytää hyvän tarjouksen panssaroiduista juoksukengistä.

Jos sinulla on jo sellainen, tämä projekti näyttää sinulle, miten voit ottaa olemassa olevan Google AIY -äänipaketin ja käyttää sitä uudelleen omistettuna ilman päätä. Jos sinulla ei ole jo pakettia ja asut Micro Centerin lähellä; olet onnekas - ympärillä on vielä paljon, ja epäilen, että ne tulevat halvemmiksi kuin nykyinen 5 dollarin hinta. (itse asiassa ne ovat 3 dollaria heinäkuusta 2019 lähtien).

Tämä projekti koskee ääntä eikä mitään tekemistä tekoälyn kanssa. Työskentelemme täysin erillisen käyttöjärjestelmän kanssa, joka on tallennettu erilliselle micro sd -kortille, jonka avulla voit pitää kaikki AI -toiminnot koskemattomina. Lisäksi parannamme käyttäjäkokemusta tuomalla käyttöön stereoäänen (muutamalla dollarilla enemmän) rakennettaessa skaalautuvaa äänen suoratoistolaitetta. Lopuksi, tämän projektin päätyttyä, jätämme äänihatun pysymään valmiina tulevaan laajentumiseen. Laajentumisen rajoitukset ovat vain luovuuttamme.

Vaihe 1: Hankinta

Kirjoitan tämän ohjeen siitä näkökulmasta, että sinulla ei ole jo Google Voice -sarjaa hallussasi. Jos sinulla on jo äänisarjan asetukset - tarvittavat lisäkohteet on merkitty alla *. Myös uusin Raspberry Pi -tuote (Pi 3 A+) sopii muodoltaan täydellisesti tähän projektiin, ja suosittelen joka tapauksessa ostamaan sellaisen. Kuitenkin minkä tahansa Pi: n pitäisi tehdä niin kauan kuin siihen mahtuu äänisarjan hattu ja GPIO: t.

Ainekset:

• Raspberry Pi (suosittele Pi 3 A +)
• 5,25 V 2,4 ampeerin mikro -usb -virtalähde
• Micro SD -kortti (riippuen musiikkikokoelmasi koosta, 16 gt riittää)
• Max98357A dac ja vahvistin (Adafruitilta)*
• Kaiutin*. Pakkauksessa on yksi, mutta stereon saamiseksi tarvitsemme ylimääräisen kaiuttimen. (myös Adafruit)
• Google AIY Voice -sarja
• Otsikko - single band*
• Kaiutinjohto*

Tarvittavat työkalut: Juotosrauta, juote, Philips -ruuvimeisseli, koko 00 tai 000. langanpoistimet, peite- tai maalarinteipit otsikon tilapäiseen kiinnittämiseen juottamisen aikana, USB -microSD -sovitin.

Vaihe 2: Kokoa laitteisto

Laatikosta puhehattu saapuu mono -tilaan. Onneksi Googlen insinöörit suunnittelivat levyn mahdollistamaan päivityksen stereoon yksinkertaisesti lisäämällä toisen Max98357a -levyn istumaan toisena hatuna. He jopa hahmottivat laatikon meille.

Arvasit sen: Rakennamme hatun hatulle. Laitteisto päällä Laitteisto jo päällä.

Käyttämällä Adafruit Max98357a -piirisarjan tarjoamaa otsikkoa, aloitamme juottamalla 7 -nastaisen otsikon äänihattuun suoraan sanojen”AIYprojektit Voice Hat” alle. Palapeli peiteteipistä, joka on kiinnitetty pidempiin urospuikkoihin levyn etupuolelle, voi olla hyödyllistä estää otsikot liukumasta paikaltaan, koska työskentelemme levyn ylösalaisin tässä juotosvaiheessa.

Juotos myös kaksi nastaa valkoisen ääriviivalaatikon sisälle äänimyssyyn, johon sininen max98357a -levy istuu.

ÄLÄ JUOTA KAIUTINLIITTIMET MAX98357a -KORTTIIN!

Kytke kaiutinliittimet äänikynään, joka on kohdistettu suoraan sen alapuolelle, jossa kaksi napaa juuri juotettiin. Vasemman ja oikean kaiutinliitännän tulee olla rinnakkain rinnakkain neljän rivin rivillä.

Käännä lauta oikea puoli ylöspäin.

Juotos hyppääjä, jossa on merkintä”JP4”, suljettuna jättämällä tippa juotetta hyppyjoukkoon. Älä unohda tätä osaa, muuten meillä ei ole stereoa!

Kiinnitä sininen max98357a -levy varovasti äänikynän ulkoneviin pitkiin urospuikkoihin. Tämä oli hieman vaikeaa, joten yritä juottaa tapit mahdollisimman kohtisuoraan levyyn nähden. Pienellä kahden tapin otsikon kiistelyllä pystyin tekemään tämän vain pienellä vaivalla.

Täytä urosten nastojen juotos siniseen max98357a -siruun - sekä seitsemän nastan että kahden nastan otsikon tulee pitää max98357a tukevasti paikallaan.

Valmis juottamisen kanssa!

Vaihe 3: Kiinnitä Pi ja liitä kaiuttimet

Käytä sarjan mukana toimitettuja kahta nailonvälikappaletta ja yhdistä naisäänisarja varovasti vadelmapi: n miespuolisten otsikoiden päälle. Nailonvälikappaleiden tulee napsahtaa paikalleen, jolloin ne sopivat tukevasti otsikon vastakkaisiin kulmiin.

Irrota kaiuttimen liittimen ruuvit pienellä Philips -pääruuvimeisselillä (000 tai 00), jotta kaiutinjohto mahtuu puristusaukkoihin. Sinun ei tarvitse irrottaa ruuveja, mutta avaa ne tarpeeksi, jos ne tuntuvat löysiltä.

Työnnä pienikokoinen kaiutinjohto aukkoon ja kiristä ruuvit pitääksesi kaiutinjohdon tukevasti paikallaan.

Pidin tätä vaihetta koko projektin pelottavimpana haasteena - en löytänyt riittävän pientä ruuvimeisseliä tai hauras kaiutinlanka oli liian hieno sietämään ruuvin puristusta ja katkaisi mieluummin kuin pysyi lujana. Tein muokkauksen rakentamalla "kärkiä" tai pienempiä johtoja, jotka olivat riittävän lujia kestämään puristusta ja juuri niin kauan, että ne juotettiin kaiutinjohdon paljaisiin päihin. Ruma, kyllä- mutta tehokas.

Valmis laitteiston kanssa!

Vaihe 4: Lataa Raspbian Lite

Monet teistä ovat jo hyvin perehtyneet kuvien lataamiseen ja polttamiseen SD -kortille, ja seuraavat vaiheet ovat hieman tämän hankkeen ulkopuolella. Luetan alla olevat vaiheet joka tapauksessa, mutta jos huomaat vielä jumissa, on paljon resursseja avuksi.

Viimeisin muokkaus: kesäkuu 2020 Buster Lite -lataukselle.

· Lataa ja asenna Balena Softwaren Etcher

· Lataa uusin Raspbian Lite -käyttöjärjestelmä osoitteesta raspberrypi.org

· Kirjoita Raspbian -kuva SD -kortille Etcherin avulla

· Kun olet valmis, paitsi jos käytät pi nollaa w - siirrä juuri kuvattu SD -kortti Raspberry Pi -laitteeseemme. Jos käytät pi nollaa w, meidän on tehtävä joitain muutoksia käynnistysosion WPA_Supplicant.conf -tiedostoon wifi -asennuksen määrittämiseksi.

Vaihe 5: Määritä Pi

Äskettäin luodun kuvamme avulla käynnistetään pi. Mutta ensin lainataan näyttö ja näppäimistö konfiguroinnin helpottamiseksi. Aseta micro sd -kortti paikalleen ja kiinnitä micro usb -latauskaapeli. Onneksi vihreä led -valo vilkkuu muutaman kerran käynnistyksen aikana. Ensimmäinen käynnistys voi kestää muutaman minuutin, mutta 5 minuutin kuluessa meidän pitäisi olla valmiita työskentelemään kokoonpanomme kanssa. "Lite" Raspbianissa ei ole työpöytää.

Kerran komentokehotteeseen: kirjaudu sisään pi, salasana "vadelma".

· Avaa asetuspaneeli kirjoittamalla komentokehotteeseen”sudo raspi-config”.

· Vaihda salasana välittömästi.

· Määritä wifi käyttämällä verkkoasetuksia määrityspaneelissa

· Muuta lokalisointiasetuksia ja aseta aikavyöhyke

· Ota SSH käyttöön liitäntäpaneelin avulla

· Päivitä ohjelmisto uusimpaan versioon suorittamalla”sudo apt-get update”

Tarvitsemme Pi: n IP -osoitteen. Suosittelen sovellusta nimeltä "FING", joka voidaan ladata mihin tahansa Android -laitteeseen, ja siinä luetellaan kaikki verkkoon liitetyt laitteet. Etsisimme laitetta nimeltä "vadelma". Kirjoita ip -osoite muistiin.

Tästä eteenpäin emme enää tarvitse näyttöä tai näppäimistöä. Kaikki muut määritykset suoritetaan komentorivien avulla SSH -istunnon kautta.

Vaihe 6: Avaa istunto etäkoneella SSH: n avulla

SSH: n käyttö on melko yksinkertaista. Avaa pääteikkuna miltä tahansa verkon laitteelta ja kirjoita komento

ssh pi@myipaddress

Korvaa “myipaddress” fingillä saaduilla numeroarvoilla.

Ensimmäistä kertaa saatat ottaa vastaan pelottavan varoituksen, joka osoittaa, ettet ole kutsulistalla, mutta on olemassa lause, jonka pitäisi lukea "poistaa tämä …" Kopioi pitkä merkkijono ja liitä se komentoon kehotettaessa, paina enter. Toista sitten ylös -nuolinäppäimellä ssh pi@myipaddress -komento, valitse kyllä ja kirjoita nyt salasanasi. Onnittelut! Olet nyt yhteydessä laitteeseesi, jos tarkastelet komentoa "pi@raspberrypi: ~ $".

Vaihe 7: Asenna Mopidy

Aiomme asentaa Mopidyn musiikkipalvelimeemme. Täällä on paljon vaihtoehtoja, mutta näytän sinulle, kuinka asennat "Music Box" -nimisen laajennuksen, jonka avulla voit hallita musiikkia verkkokäyttöliittymästä komentorivin sijaan.

Mikä on Mopidy? Verkkosivuston mukaan Mopidy on merkkijono isoja sanoja, jotka saavat minut tuntemaan itseni tällä hetkellä huonommaksi, mutta sanotaan vain, että Mopidy on alusta, josta musiikkimme soittaa. Se on musiikkipalvelin, MPD (musiikkisoittimen demoni) ja verkkopalvelin. PiMusic Box -lisäosa tarjoaa verkkosivuston, jolle voimme navigoida ja hallita Mopidya. Ajattelin, että koska se pelaa hienosti joukon suosittuja palveluita, kuten Spotify tai Google Play Music, se olisi sopiva tähän opettavaiseen. Lisäksi se on siistiä.

Alla on ohjeet, jotka kopioidaan häpeämättömästi Mopidysta asennettavaksi komentoriviltä:

1. Lisää arkiston GPG -avain:

sudo wget -q -O -https://apt.mopidy.com/mopidy.gpg | sudo apt -key add -

2. Lisää APT -repo pakettilähteisiin:

sudo wget -q -O /etc/apt/sources.list.d/mopidy.list

Asenna lopuksi mopidy:

sudo apt-get päivitys

sudo apt-get install mopidy

Lopeta häpeämätön kopiointi.

Vaihe 8: Asenna muita… Python Pip -asennuksia… asennukset (laajennukset)

Olemme juuri asentaneet tavallisen vanilja Mopidyn, mutta olemme vasta aloittamassa. Laajennukset ovat rakennuspalikoitamme, jotka lisäävät mukautuksia tavalliseen vanilja -Mopidy -tuotteeseemme. Koska suurin osa perusmopidian laajennuksista on kirjoitettu pythonilla, käytämme python -spesifistä apt -vastiketta.

Ennen kuin aloitamme pipin käytön, varmista ensin, että meillä on kaikki gstreamer -laajennukset käyttämällä apt:

sudo apt install

python3-gst-1.0 / gir1.2-gstreamer-1.0 / gir1.2-gst-plugins-base-1.0 / gstreamer1.0-plugins-good / gstreamer1.0-plugins-ruma / gstreamer1.0-plugins-bad / gstreamer1.0-tools

Asentaminen voi kestää muutaman minuutin. Ilman Gstreameria et ehkä pysty suoratoistamaan musiikkia.

Ja nyt voimme asentaa python pip:

sudo apt install build-essential python3-dev python3-pip

Nyt voimme käyttää pipiä lisäämään mopidy -nuggetteja. Pip on python -työkalu, samanlainen kuin apt, mutta mielestäni se toimii hieman nopeammin kuin apt. Hieman hitaasti pois korttelista, mutta se alkaa melko nopeasti.

Alla on neljä, joilla pääset alkuun:

Verkon käyttöliittymä. Käytämme Irisiä, mutta jos haluat, voit kokeilla sen sijaan mopidy-musicbox-webclientia:

sudo python3 -m pip asenna Mopidy -Iris

Internet -radioasemakeskus, jossa on 30 kanavaa:

sudo python3 -m pip asenna mopidy -somafm

Toinen Internet -radiopalvelukeskus, jossa on vielä enemmän kanavia:

sudo python3 -m pip asenna mopidy -TuneIn

Ja toinen etupää mobiililaitteille. Radioasemat ja Iris eivät pelaa hienosti yhdessä, mutta mobiililaitteilla on kaikenlaisia Internet -annostusasemia kuunneltavaksi:

sudo python3 -m pip asenna Mopidy -Mobile

Kun olet valmis, sinun pitäisi pystyä käyttämään Music Boxia käyttämällä:

myipaddress: 6680/iris/ -or- https:// localhost: 6680/musicbox_webclient

Kaiuttimista ei vieläkään tule mitään, jos yrität toistaa musiikkia.

Luettelo muista ominaisuuksista ja laajennuksista: Auta itseäsi:

sudo pip -haku mopidy

Täältä voit jatkaa laajennusten lisäämistä valitsemallasi tavalla.

Minulla on liitteenä mopidy -määritystiedosto. Voit vapaasti käyttää tiedoston /etc/mopidy/mopidy.conf sisältöä

sudo nano /etc/mopidy/mopidy.conf

Vaihe 9: Asenna Mopidy palveluksi

Koska haluamme suorittaa mopidyn käynnistyksen yhteydessä, kaksi komentoa sallii mopidyn suorittaa käynnistyksen yhteydessä:

sudo systemctl ota mopidy käyttöön

sudo dpkg-uudelleenkonfiguroi mopidy

Käynnistä uudelleen ja suorita sitten

sudo systemctl status mopidy - l

tarkistaa tilasi. Sinun pitäisi nähdä vihreä merkkivalo. Mopidyssä on erittäin hyödyllinen tukisivusto, joka auttaa muita kokoonpanovaihtoehtoja. Katso lisätietoja Mopidy Documentation -sivustolta.

Vaihe 10: Lisää oma musiikki

Oletuksena mopidy haluaa tallentaa paikallista musiikkia kansioon/var/lib/mopidy/media. Kopioi musiikkikokoelmasi sinne. Minusta on helpointa vain poistaa SD -kortti pi: stä (turvallisen sammutuksen jälkeen) ja kytkeä sovitin tallennusyksikköön ja kopioida/liittää siihen käyttämällä micro sd -usb -sovitinta. (tämä voi kestää jonkin aikaa kokoelmasi koosta riippuen). Kun olet valmis, palauta SD -kortti pi: hen, käynnistä se, muodosta yhteys uudelleen ja kirjoita sitten:

sudo mopidyctl paikallinen skannaus

Tämä lisää musiikkisi Music Boxin paikalliseen mediakirjastoon. Saatat huomata, että.wma -tiedostoja ei tunnisteta ääniksi, ja.ogg -tiedostot näyttävät unohtuvan tarkistuksen aikana. Mp3 -tiedostojen ei kuitenkaan pitäisi olla ongelma.

Vaihe 11: Äänikortin määritystiedosto - Asound.conf

Sinulla ei vielä pitäisi olla mitään /etc/asound.conf -tiedostossa, mutta jos sinulla on, korvaa sisältö alla olevilla tai luo sellainen käyttämällä:

sudo nano /etc/asound.conf

ja liitä:

vaihtoehdot snd_rpi_googlehat_soundcard index = 0

pcm.softvol {type softvol slave.pcm dmix control {name Master card 0}} pcm.! default {type asym playback.pcm "plug: softvol"} ctl.! default {type hw card 0}

ctrl-x ja Y tallentaaksesi yllä olevan uuden asound.conf-tiedostona.

Vaihe 12: Varmista, että käytämme oikeaa peittoa Configure.txt -tiedostoon /bootissa

tyyppi

sudo nano /boot/config.txt

Viimeisten rivien pitäisi muistuttaa jotain samanlaista kuin alla. Haluamme varmistaa, että standardiääni kommentoidaan, sekä kaikki aiemmat peittokuvat, kuten minun hifiberry dac, samalla kun otamme käyttöön google Voice Hat -peittokuvan. Lopuksi haluamme opettaa pi: n käyttämään i2s -kartoitusta. # -Ilmaisin kehottaa järjestelmää jättämään rivin huomiotta.

# Ota ääni käyttöön (lataa snd_bcm2835)

#dtparam = audio = päällä #dtoverlay = hifiberry-dac dtoverlay = googlevoicehat-äänikortti dtoverlay = i2s-mmap

käynnistä uudelleen, jos kaikki näyttää samalta kuin yllä. Odota muutama minuutti, avaa selain musiikkikentän URL -osoitteeseen ja toista musiikkia.

Vaihe 13: Nauti musiikista

Jos kuuntelet stereo -hyvyyttä, tehtävä suoritettu!

Yksi kauniista asioista vadelma pi: n käyttämisessä ilman päätä musiikkipalvelimena, joka on yhdistetty wifi -verkkoon, on se, että se toimii ilman paljon resursseja. Totta, pumppaamme vain 3 wattia kanavaa kohti, mutta se riittää luultavasti lähikuunteluun. Puhelimesi akku kiittää sinua.

On myös erittäin merkittävä vihreä tekijä - siemaamme vain 5,25 volttia energiaa. Bluetoothiin verrattuna voimme asettaa radiovirran eikä olla ankkuroituna 30 jalan Bluetooth -kantamaan. Mitä tulee puhelimeemme, voimme soittaa, pelata peliä ja vaeltaa hieman vapaammin keskeyttämättä musiikkivirtaa. Olemme naarmuttaneet vain pintaa. Saatavilla on tonnia saatavilla olevia mopidy -laajennuksia, ja mopidyllä on kasvava kehittäjäkunta, koska se on avoimen lähdekoodin. Annan sinun tutkia itseäsi kiinnostavia ominaisuuksia.

Vaihe 14: Johtopäätös

Yksi tämän projektin merkittävimmistä piirteistä on, että emme rajoita pi: tämme lukitsemalla pääsyä GPIO: han. Tämä antaa meille pääsyn moniin muihin vaihtoehtoihin, koska äänihattu on suunniteltu niin hyvin. Esimerkiksi seuraava projektini on lisätä hetkellinen painikekytkin sammutuspainikkeeksi. Sen pitäisi olla helppoa, ja tiedän jo, mihin nastojen on laskeuduttava: niitä ei estetä. Sieltä? Tässä projektissa olemme jättäneet kokonaan huomiotta mikrofonin - ehkä pi karaoken? Ehkä LED -valoshow tai lisätä moottorin liikkuvan jukeboksi? Kaikki nastat ovat edelleen saatavilla ja käytettävissä. Herää kysymys, miksi ei? Ja jos haluat palata tekoälyyn, pistä vain vanha SD -kortti sisään ja anna Google vastata stereona.