Raspberry Pi Audio Dac-Amp-Streamer: 14 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Torneu a fer servir un barret de veu de Google AIY datat com a dispositiu de reproducció d’àudio estèreo sense cap dedicat.

Ara que els kits de veu de Google AIY estan a punt de complir els dos anys, és possible que hagueu trobat que la novetat s’ha desgastat una mica. O bé, us podeu preguntar si els anuncis del vostre navegador per al festival renaixentista més proper tenen res a veure amb la pregunta que heu plantejat sobre on podeu trobar un bon negoci amb les sabates de córrer under armour.

Si ja en teniu un, aquest projecte us mostrarà com agafar el vostre kit de veu de Google AIY existent i tornar-lo a fer servir com a reproductor d’àudio sense cap dedicat. Si encara no teniu un kit i viviu a prop d’un micro centre; estàs d’enhorabona: encara n’hi ha moltes, i dubto que s’aconsegueixin més barates que el preu actual de 5 dòlars. (de fet, són de 3 dòlars a juliol de 2019).

Aquest projecte tracta d’àudio i no té res a veure amb la IA. Treballarem en un sistema operatiu completament separat emmagatzemat en una targeta micro SD separada, que us permetrà mantenir intactes totes les funcionalitats d’IA. A més, millorarem l’experiència de l’usuari mitjançant la introducció de so estèreo (per uns quants dòlars més) a mesura que construïm un dispositiu de transmissió d’àudio escalable. Finalment, un cop finalitzat aquest projecte, deixarem el barret de veu en un estat preparat per a la futura expansió. Les limitacions de l'expansió seran només les de la nostra creativitat.

Pas 1: contractació

Escriuré aquesta informació instructiva des de la perspectiva que encara no teniu un kit de Google Voice al vostre poder. Si ja teniu configurat el kit de veu, els elements addicionals necessaris es marquen amb un * a continuació. A més, la darrera oferta de Raspberry Pi (Pi 3 A +) és perfectament adequada per a aquest projecte en funció del seu factor de forma, i us recomano comprar-ne una de totes maneres. Tanmateix, qualsevol Pi ha de fer-ho sempre que s'adapti al barret del kit de veu i als GPIO.

Ingredients:

• Raspberry Pi (recomanem Pi 3 A +)
• Font d'alimentació micro usb de 5,25 V 2,4 amp
• Targeta Micro SD (segons la mida de la vostra col·lecció de música, 16 GB haurien de ser adequats)
• Max98357A dac i amplificador (d'Adafruit) *
• Altaveu *. El kit ve amb un, però per aconseguir equip estèreo necessitarem un altaveu addicional. (també Adafruit)
• Kit de veu AIY de Google
• Capçalera: banda única *
• Cable d'altaveus *

Eines necessàries: soldador, soldador, tornavís Philips mida 00 o 000. peladors de filferro, cinta adhesiva o pintadora per assegurar temporalment la capçalera durant la soldadura, adaptador USB a micro SD.

Pas 2: munteu el maquinari

Fora de la caixa, el barret de veu arriba en mode mono. Afortunadament, els enginyers de Google van dissenyar el tauler per permetre una actualització a estèreo simplement afegint un altre tauler Max98357a perquè se sentés com un barret més. Fins i tot ens van explicar el quadre.

Ho heu endevinat: construirem un barret sobre un barret. El maquinari a la part superior del maquinari ja està a la part superior.

Utilitzant la capçalera que proporciona el conjunt de xips Adafruit Max98357a, comencem soldant el capçal de 7 pins al barret de veu directament sota les paraules "AIY projecta Voice Hat". Un tros de cinta adhesiva fixada als passadors masculins més llargs a la cara del tauler pot ser útil per evitar que les capçaleres es llisquin fora de lloc, ja que treballarem amb el tauler cap per avall durant aquesta etapa de soldadura.

També heu de soldar dos passadors a l'interior de la caixa contorneada blanca fins al barret de veu, on s'assentarà el tauler max98357a blau.

NO VENDEU EL CONNECTOR DE L'ALTAVEU A LA TAULA MAX98357a.

Connecteu els terminals dels altaveus al barret de veu, alineats directament a sota d’on s’acaben de soldar els dos pols. La connexió de l’altaveu esquerre i la de l’altaveu dret haurien d’estar alineades una al costat de l’altra, en una fila de quatre terminals.

Gireu el tauler cap a la dreta.

Soldeu el pont amb l'etiqueta "JP4" tancat deixant una gota de soldadura al pont. No oblideu aquesta part o no tindrem equip de música!

Col·loqueu amb cura el tauler blau max98357a als llargs pins masculins que sobresurten del barret de veu. Això va ser una mica difícil, així que intenteu soldar els passadors tan perpendicularment al tauler com sigui possible. Amb algunes baralles menors de la capçalera de dos pins, vaig poder aconseguir-ho amb un esforç menor.

Completeu la soldadura dels passadors mascle fins al xip blau max98357a; tant la capçalera de set pins com la capçalera de dos pins haurien de mantenir el max98357a fermament al seu lloc.

Acabat de soldar!

Pas 3: connecteu-lo al Pi i connecteu els altaveus

Fent servir els dos espaiadors de niló que es proporcionen amb el kit, combineu acuradament el kit de veu femení sobre les capçaleres masculines del raspberry pi. Els espaiadors de niló haurien de col·locar-se al seu lloc per proporcionar-vos un ajustament segur a les cantonades oposades de la capçalera.

Amb un petit tornavís de capçal Philips (000 o 00), desconnecteu els cargols del terminal dels altaveus prou per permetre que el cable de l’altaveu s’adapti a les obertures de compressió. No haureu de treure els cargols, sinó obrir-los prou allà on se sentin fluixos.

Introduïu el cable de l’altaveu de calibre petit a l’obertura i estrenyiu els cargols per mantenir fermament el cable de l’altaveu al seu lloc.

Vaig trobar aquest pas com el repte més descoratjador de tot el projecte: no trobava un tornavís prou petit o el meu feble filferro de l’altaveu era massa fi per absorbir la compressió del cargol i preferiria trencar-se que mantenir-se ferm. Vaig fer una modificació mitjançant la creació de “puntes” o cables més petits que eren prou ferms per suportar la compressió i que tenien el temps suficient per soldar-se als extrems nus del fil de l’altaveu. Lleig, sí, però eficaç.

Ja he acabat el maquinari.

Pas 4: descarregueu Raspbian Lite

Molts de vosaltres ja esteu molt familiaritzats amb el procés de descàrrega i gravació d’imatges en una targeta SD i els passos posteriors estan una mica més enllà de l’abast d’aquest projecte. Faré els passos següents per si de cas, però si encara us heu quedat atrapats, hi ha un munt de recursos per ajudar-vos.

Darrera edició: juny de 2020 per a la descàrrega de Buster Lite.

· Descarregueu i instal·leu Etcher by Balena Software

· Descarregueu el darrer sistema operatiu Raspbian Lite des de raspberrypi.org

· Amb Etcher, escriviu la imatge Raspbian a la targeta SD

· Un cop completat, tret que utilitzeu un pi zero w, transfereix la targeta SD recentment imatges al nostre Raspberry Pi. Si feu servir un pi zero w, hem de fer algunes modificacions al fitxer WPA_Supplicant.conf de la partició d’arrencada per configurar el vostre wifi.

Pas 5: configureu el Pi

Amb la nostra imatge de nova creació, encenem el pi. Però primer deixem en préstec un monitor i un teclat per ajudar-vos amb la configuració. Introduïu la targeta micro SD i connecteu el cable de càrrega micro USB. Amb sort, la llum LED verda parpellejarà unes quantes vegades mentre s’engega. La primera arrencada pot trigar uns minuts, però en 5 minuts hauríem d’estar preparats per treballar en la nostra configuració. "Lite" Raspbian no té un escriptori.

Un cop a l’indicatiu d’ordres: inicieu la sessió com a pi, contrasenya “raspberry”.

· Accediu al tauler de configuració escrivint “sudo raspi-config” a l’indicador d’ordres.

· Canvieu la vostra contrasenya immediatament.

· Configureu el wifi mitjançant les opcions de xarxa del tauler de configuració

· Canvieu les opcions de localització i configureu la vostra zona horària

· Activeu SSH mitjançant l'opció del tauler d'interfícies

· Executeu "sudo apt-get update" per actualitzar el programari a la versió més recent

Necessitarem l’adreça IP del Pi. Recomano una aplicació anomenada "FING" que es pot descarregar a qualsevol dispositiu Android i enumerarà tots els dispositius connectats a la vostra xarxa. Estaríem buscant un dispositiu anomenat “raspberrypi”. Escriviu l'adreça IP.

A partir d’aquest moment, ja no necessitarem el monitor ni el teclat. Totes les configuracions posteriors es realitzaran mitjançant les línies d’ordres mitjançant una sessió SSH.

Pas 6: utilitzeu SSH per obrir una sessió en una màquina remota

L’ús de SSH és bastant bàsic. Obriu una finestra de terminal des de qualsevol dispositiu de la vostra xarxa i escriviu l'ordre

ssh pi @ myipaddress

Substitueix "myipaddress" pels valors numèrics obtinguts amb fing.

Per primera vegada, se us pot rebre un advertiment aterridor que indica que no esteu a la llista de convidats, però hi ha una frase que hauria de dir "per eliminar això …" copieu la llarga cadena de caràcters i enganxeu-la a l'ordre avís, premeu Intro. A continuació, amb la tecla de fletxa cap amunt, repetiu l'ordre ssh pi @ myipaddress, trieu sí i introduïu la vostra contrasenya. Enhorabona, ja esteu connectat al vostre dispositiu si esteu buscant un símbol del sistema "pi @ raspberrypi: ~ $".

Pas 7: instal·leu Mopidy

Instal·larem Mopidy com a servidor de música. Hi ha moltes opcions aquí, però us mostraré com instal·lar una extensió anomenada "Music Box" que us permetrà controlar la vostra música des d'una interfície web en lloc d'un símbol del sistema.

Què és Mopidy? Segons el seu lloc web, Mopidy és una sèrie de grans paraules que em fan sentir força inferior en aquest moment, però diguem que Mopidy és la plataforma des de la qual reproduirà la música. Serà un servidor de música, un MPD (dimoni del reproductor de música) i un servidor web. El complement PiMusic Box oferirà el lloc web des del qual podem navegar i controlar Mopidy. Vaig pensar que, com que funciona bé amb un munt de serveis populars com Spotify o Google Play Music, seria adequat per a aquesta instrucció. A més, està molt bé.

A continuació es mostren les instruccions copiades descaradament de Mopidy per instal·lar-les des de la línia d’ordres:

1. Afegiu la clau GPG de l'arxiu:

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

2. Afegiu el repositori APT a les fonts del paquet:

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

Finalment instal·leu mopidy:

sudo apt-get update

sudo apt-get install mopidy

Acaba la còpia descarada.

Pas 8: utilitzeu Python Pip per instal·lar altres … Instal·lacions (extensions)

Acabem d’instal·lar Mopidy de vainilla simple, però tot just comencem. Les extensions seran els nostres components bàsics per afegir personalitzacions al nostre Mopidy de vainilla. Com que la majoria de les extensions que abordarem a mopidy bàsic estan escrites en python, utilitzarem un equivalent d’apt que és específic de Python.

Abans de començar a utilitzar pip, primer ens assegurem que tinguem tots els connectors gstreamer amb 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-ugly / gstreamer1.0-plugins-bad / gstreamer1.0-tools

La instal·lació pot trigar uns minuts. Sense Gstreamer, és possible que no pugueu reproduir música.

I ara podem instal·lar python pip:

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

Ara podem utilitzar pip per afegir més pepites de mopidy. Pip és una eina Python, similar a apt, però trobo que funciona una mica més ràpid que apt. Una mica lent, però comença força ràpidament.

A continuació, es mostren quatre per començar:

Un frontal web. Utilitzem Iris, però si voleu, podeu provar mopidy-musicbox-webclient:

sudo python3 -m pip instal·la Mopidy-Iris

Un centre d’emissores de ràdio per Internet amb 30 canals:

sudo python3 -m pip instal·la mopidy-somafm

Un altre centre de serveis de ràdio per Internet amb més canals:

sudo python3 -m pip instal·la mopidy-TuneIn

I un altre frontal per a dispositius mòbils. Les emissores de ràdio i Iris no es reprodueixen bé junts, però el mòbil té tot tipus d’emissores de racionament a Internet per escoltar:

sudo python3 -m pip instal·la Mopidy-Mobile

Un cop finalitzada, hauríeu de poder accedir a Music Box mitjançant:

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

Encara no tindrem res que surti dels altaveus si intenteu reproduir música.

Per obtenir una llista d'altres funcions i extensions: Ajudeu-vos a:

sudo pip search mopidy

A partir d’aquí, podeu continuar afegint extensions que vulgueu.

Tinc adjunt un exemple de fitxer de configuració de mopidy. No dubteu a utilitzar el contingut a /etc/mopidy/mopidy.conf

sudo nano /etc/mopidy/mopidy.conf

Pas 9: configureu Mopidy com a servei

Com que voldrem executar mopidy a l'inici, dues ordres permetran que mopidy s'executi a l'arrencada:

sudo systemctl habilita mopidy

sudo dpkg-reconfigure mopidy

Reinicieu i, a continuació, executeu

sudo systemctl status mopidy - l

per comprovar el vostre estat. Hauríeu de veure un indicador verd. Mopidy té un lloc d'assistència molt útil per ajudar-vos amb altres opcions de configuració. Consulteu el lloc de documentació de Mopidy per obtenir més informació.

Pas 10: afegiu la vostra pròpia música

Per defecte, mopidy voldrà emmagatzemar música local en una carpeta a / var / lib / mopidy / media. Copieu la vostra col·lecció de música allà. Em sembla més fàcil treure la targeta sd del pi (després de l’aturada segura) i, mitjançant un adaptador micro sd a usb, connecteu l’adaptador a la vostra unitat d’emmagatzematge i copieu-lo i enganxeu-hi. (pot trigar una estona en funció de la mida de la vostra col·lecció). Un cop finalitzada, torneu la targeta sd al pi, arrenceu-la, torneu a connectar-la i escriviu:

sudo mopidyctl local scan

Això afegirà la vostra música a la biblioteca multimèdia local de Music Box. És possible que noteu que els fitxers.wma no es reconeixen com a àudio, i els fitxers.ogg semblen perdre’s durant l’escaneig. Els fitxers Mp3 no haurien de ser un problema.

Pas 11: fitxer de configuració de la targeta de so: Asound.conf

Encara no hauríeu de tenir res a /etc/asound.conf, però si ho feu, substituïu el contingut pel següent o creeu-ne un amb:

sudo nano /etc/asound.conf

i enganxa:

opcions 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 i Y per desar l'anterior com a nou fitxer asound.conf.

Pas 12: assegureu-vos que fem servir la superposició correcta per configurar.txt a / boot

tipus

sudo nano /boot/config.txt

Les últimes línies haurien de ser semblants a les següents. Volem assegurar-nos que es comenta l'àudio estàndard, juntament amb qualsevol superposició anterior, com ara el meu hifiberry dac, mentre implementem la superposició de barret de veu de Google. Finalment, volem indicar al pi que utilitzi el mapatge i2s. L'indicador # indica al sistema que ignori la línia.

# Activa l'àudio (carrega snd_bcm2835)

# dtparam = audio = on # dtoverlay = hifiberry-dac dtoverlay = googlevoicehat-soundcard dtoverlay = i2s-mmap

reinicieu si tot sembla similar a l'anterior. Espereu uns minuts, obriu un navegador a l'URL de la caixa de música i reproduïu música.

Pas 13: gaudiu de la música

Si escolteu la bondat estèreo, la missió es compleix!

Una de les coses belles d’utilitzar un raspberry pi com a servidor de música sense cap connectat a wifi és que s’executa sense ocupar molts recursos. És cert, només estem bombant 3 watts per canal, però probablement n’hi ha prou per escoltar a curt abast. La bateria dels vostres telèfons us ho agrairà.

També hi ha un factor verd molt important: només prenem 5,25 volts d’energia. I en comparació amb el Bluetooth, podem configurar el flux de ràdio i no estar ancorats a un abast de bluetooth de 30 peus. Pel que fa al nostre telèfon, podem trucar, jugar a un joc i recórrer una mica més lliurement sense interrompre el flux de música. Només hem ratllat la superfície. Hi ha un munt d’extensions mopidy disponibles per explorar, i mopidy té una base de desenvolupadors creixent ja que és de codi obert. Us deixaré explorar les funcions que us interessen pel vostre compte.

Pas 14: Conclusió

Una de les característiques més destacades d’aquest projecte és que no restringim el nostre pi bloquejant l’accés al GPIO. Això ens permet accedir a moltes altres opcions, ja que el barret de veu ha estat dissenyat tan bé. Per exemple, el meu proper projecte serà afegir un commutador momentani com a botó d’aturada. Hauria de ser fàcil i ja sé on han d’aterrar els pins: no estan obstruïts. Des d'allà? Bé, per a aquest projecte hem ignorat completament el micròfon: potser un karaoke pi? Potser un espectacle de llums LED, o afegir un motor per a un disc rodador? Tots els pins encara estan disponibles i accessibles. La pregunta es fa per què no? I per si de cas voleu tornar a la IA, només cal que introduïu la targeta SD vella i que Google respongui en estèreo.