PAB: Osobni audio okvir: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Ideja za ovaj projekt rođena je iz potrebe da se ostružu tri velike komponente HiFi sustava, koje su sada došle do kraja svog života. Osim toga, trebalo mi je više prostora na polici za druge predmete, pa sam iskoristio priliku da počnem učiti u Personal Audio Boxu kako bih zamijenio sve funkcije triju starih "divova".

Činilo se da je Raspberry Pi3B+ najbolji izbor iz ovih razloga:

• Mali oblik i niska potrošnja energije;
• Audio PCM izlaz prihvatljive kvalitete;
• Dostupnost mopidy, proširivog glazbenog poslužitelja koji implementira mpd protokol;
• Visoka integracija izvora: lokalna glazba, CDROM, radijski prijenosi, Spotify, Tunein itd.

Integrirajući ga s nekoliko drugih komponenti, uspio sam stvoriti cjelovit sustav bez glava, sposoban za reprodukciju glazbe s CD -a, lokalnih datoteka, internetskog radija, popisa za reprodukciju Spotify, podcasta. Korištenjem sučelja sada mogu upravljati svim njegovim radom s bilo kojeg uređaja spojenog na LAN (pametni telefon, računalo, tablet).

Pribor

• Malina PI3B+
• Stara futrola za DVD
• CDROM čitač
• Napajanje 5v-5A
• Superkondenzatori
• Razne komponente (tranzistori, LED, relej, op-pojačalo): pogledajte pojedinosti projekta

Korak 1: Slučaj i izgled komponenti

Prvi problem s kojim sam se suočio bio je odabir i pronalaženje odgovarajućeg slučaja. Ne nalazeći ništa kod kuće, pronašao sam ovaj jeftini DVD player na Amazonu za nekoliko dolara, ali sve slično bit će dovoljno dobro. Kućište ima sljedeće dimenzije: 27 cm x 20 cm x 3,5 cm.

Potpuno sam uklonio sav sadržaj, zadržavši samo malu ploču za upravljanje prednjom LED, gumbom za uključivanje i USB ulazom. Zatim sam planirao unutarnji izgled za nove komponente (vidi sliku).

Korak 2: Prekidač za audio stereo stereo osjetljivost

Zašto automatski prekidač zvuka? Potreba proizlazi iz činjenice da često slušam televiziju putem HiFi pojačala, ali nisam htio svaki put odabrati prekidač izvora na pojačalu. U ovom krugu ulaz pojačala je uvijek isti, a izvor se automatski odabire prekidačem za osjetljivost zvuka.

Shema je jasna. Kad se PAB ne reproducira, izvor zvuka za HiFi dolazi s televizora. Ako se PAB reproducira, relej odabire zvuk iz Raspberryja.

Korak 3: Okvir super-kondenzatora

Kao što je poznato, iznenadni prekid napajanja napajanjem maline uzrokuje trenutačno isključivanje bez izvođenja postupka gašenja, riskirajući ugrožavanje operacijskog sustava, a time i njegove ukupne funkcionalnosti. Superkondenzator se razlikuje od tradicionalnog kondenzatora po dvije bitne karakteristike: njegove ploče zapravo imaju veću površinu, a udaljenost između njih je mnogo manja, jer izolirani izolator radi drugačije od konvencionalnog dielektrika. Ovim tehnikama mogu se izraditi kondenzatori vrlo velikog kapaciteta (u redoslijedu nekoliko desetaka Faradova) uz održavanje malih dimenzija. Ideja je stoga stvoriti 5v "međuspremnik" putem superkondenzatora i aktivirati isključivanje kada se otkrije nedostatak opskrbnog napona. Na taj način više neće biti potrebno ručno intervenirati za pokretanje isključivanja, već jednostavno uklonite utikač (ili aktivirajte prekidač) kako biste osigurali sigurno isključivanje.

U skladu sa shemom, napajanje se primjenjuje na lijevi terminal, a Schottkyjeva dioda sprječava povratak struje u izvor napajanja. Dva otpornika snage 1,2 Ω snage 5 W paralelno ograničavaju struju punjenja superkondenzatora radi zaštite napajanja. Bez ovih otpornika, vršna struja potrebna za dva ispražnjena superkondenzatora gotovo bi sigurno mogla oštetiti napajanje. Dioda za napajanje mora nužno biti tipa Schottkyja kako bi se s 5 V bar u nizu umetnuo minimalni pad napona.

Dva su superkondenzatora spojena serijski kako bi se osiguralo maksimalni napon od 5,4 volta na njihovim krajevima (svaki superkondenzator je 10F, 2,7 V), a dva otpornika paralelno s kapacitivnostima uravnotežuju struje punjenja i jamče sporo pražnjenje kada se malina okrene isključeno. Dva 1KΩ otpornika paralelna s ulazom dijele 5V napajanja na pola kako bi uzeli potreban signal za otkrivanje nestanka struje (spojen na Raspberry GPIO 7). Za razliku od modernih litijevih ćelija, superkondenzatori jamče gotovo beskonačan broj ciklusa punjenja i pražnjenja, bez gubitka karakteristika.

Krug će stoga moći održavati napajanje i rad Raspberry -a onoliko vremena koliko je potrebno za redovito isključivanje. Početak procesa gašenja otkrit će program pokrenut na malini koji će pratiti status GPIO 7, na koji je priključena razina snage. Kad se napajanje isključi, GPIO pin 7 prolazi na niskoj razini i pokreće gašenje. Ovo je kod:

#!/usr/bin/env python

uvoz RPi. GPIO kao GPIO uvoz podprocesa GPIO.setmode (GPIO. BCM) # koristite GPIO numeriranje GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # pin 26 monitora napajanja # koristite slab pull_up za stvaranje visoke GPIO.setup (INT, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): while True: # postavite prekid na padajućoj ivici i pričekajte da se to dogodi GPIO.wait_for_edge (INT, GPIO. FALLING) # ponovno provjerite razinu pin -a ako GPIO.input (INT) == 0: # još uvijek nizak, isključivanje Pi subprocess.call (['poweroff'], ljuska = True, / stdout = podproces. PIPE, stderr = podproces. PIPE) ako je _name_ == '_main_': glavni()

Program mora biti spremljen u/usr/local/bin/.py i konfiguriran za rad pri pokretanju maline. Iz provedenih ispitivanja pokazalo se da su kapaciteti dva superkondenzatora dovoljni da osiguraju vrijeme isključivanja maline. Ako je potrebno više vremena, bit će dovoljno uvesti dva druga superkondenzatora paralelno sa postojećim ili ih zamijeniti s dva veća kapaciteta.

Korak 4: Sklapanje i uporaba USB portova

Blok shema prikazuje kako spojiti nekoliko uređaja za PAB na glavnu 3 sabirnicu (+5v, USB i audio stereo).

Imajte na umu da je napajanje čitača CD -a izravno spojeno na glavno napajanje putem "Y" kabela, dok audio ulaz ide na Raspberry. Četiri USB priključka za malinu korištena su za:

• Čitač CD -ova;
• pogon od 250 GB za pohranu lokalnih glazbenih datoteka (mp3, m4a, wma, flac itd.);
• mikro SD karticu od 16 GB (s USB adapterom) za spremanje potpune sigurnosne kopije glavne Raspi SD kartice (vidi dolje);
• priključak na vanjski USB priključak na kućištu.

Vanjski USB priključak može se koristiti za reprodukciju vanjske glazbe ili za napajanje vanjskih uređaja. U mom slučaju, napajam vanjski Bluetooth odašiljač jer sam odbacio Raspijev unutarnji zbog niskog dometa i nestabilnosti. S vanjskim bluetoothom vozim 2 različita stereo zvučnika kod kuće.

Micro SD kartica od 16 GB (s USB adapterom) sadrži potpunu Raspberry sigurnosnu kopiju. Koristim rpi-clone, koji se pokazao kao vrlo dobar projekt koji omogućuje potpunu radnu sigurnosnu kopiju Raspberryja bez potrebe za uklanjanjem unutarnjeg SD-a. Mnogo sam puta ovaj SD zamijenio internim, bez ikakvih problema. Pa sam postavio cronjob za root korisnika:

#Backup na sda - svake srijede navečer

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -klon sda -u | mail -s "PAB sigurnosna kopija na SD - gotovo"

Zatim sam ponovno upotrijebio izvorni gumb za uključivanje na kućištu za isključivanje i ponovno pokretanje Raspberryja, slijedeći ovaj vodič:

Korak 5: Softver i operacijski sustav

Glavni operativni sustav PAB -a je običan Raspbian minimum (Debian Buster) s nekoliko specifičnih dodataka:

• rpi-klon za glavno sigurnosno kopiranje;
• ssmtp, jednostavan MTA za uklanjanje pošte sa sustava;
• udevil, za dopuštanje automount USB pogona;
• abcde, da preuzmem svoju zbirku CD -a i komprimiram je u bilo koji audio format;
• mopidy, potpuni Daemon glazbenog playera s hrpom dodataka.

Zatim sam napisao potpunu poslužiteljsku aplikaciju PAB Scheduler koristeći python3 i tornado, čiji kôd nije u dometu ovog članka, ali mogu dati upute na zahtjev. Pomoću Planera možete postaviti popise pjesama za bilo koje doba dana, razlikujući radne dane od vikenda.

Glavni softver s PAB -om je mopidy. Za instalaciju i konfiguraciju mopidy -a (prilično opsežan) pogledajte njegovu dokumentaciju ovdje:

Ovo su instalirani dodaci:

• Mopidy-Alsamixer
• Mopidy-Internetarchive
• Mopidy-Local-Sqlite
• Mopidy-Podcast
• Mopidy-Scrobbler
• Mopidy-Soundcloud
• Mopidy-Spotify
• Mopidy-Spotify-Tunigo
• Mopidy-Cd
• Mopidy-Iris
• Mopidy-Local-Images
• Mopidy-TuneIn

Kako bih dobio potpunu kontrolu nad PAB -om, odabrao sam proširenje Iris za sučelje (vidi slike). Ovo je vrlo moćna web aplikacija sa sljedećim značajkama:

• Potpune kontrole sučelja temeljene na webu za Mopidy
• Poboljšana podrška za lokalne knjižnice (pokreće Mopidy-Local-Sqlite)
• Pregledajte popise za reprodukciju i pjesme i upravljajte njima
• Otkrijte novu, popularnu i srodnu glazbu (pokreće Spotify)
• Besplatno hostirano

• Integracija sa:

  • Spotify
  • LastFM
  • Genijalno
  • Snapcast
  • Icecast

Na ovaj način mogu slobodno kontrolirati svoju glazbu s gotovo bilo kojeg mjesta (računalo, tablet, pametni telefon).