PAB: osebna avdio škatla: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Ideja za ta projekt se je rodila iz potrebe po strganju treh velikih komponent sistema HiFi, ki jim je zdaj prišlo do konca življenja. Poleg tega sem potreboval več prostora na polici za druge predmete, zato sem izkoristil priložnost in začel študirati v Personal Audio Box, da bi nadomestil vse funkcije treh starodavnih "velikanov".

Zdi se, da je Raspberry Pi3B+ najboljša izbira iz teh razlogov:

• Majhen faktor oblike in nizka poraba energije;
• Avdio PCM izhod s sprejemljivo kakovostjo;
• Razpoložljivost mopidyja, razširljivega glasbenega strežnika, ki izvaja protokol mpd;
• Visoka integracija virov: lokalna glasba, CD -ROM, radijski tokovi, Spotify, Tunein itd.

Če sem ga povezal z nekaj drugimi komponentami, sem lahko ustvaril celovit in brezglavi sistem, ki je sposoben predvajati glasbo s CD -jev, lokalnih datotek, spletnega radia, seznamov predvajanja Spotify, poddaje. In z uporabo zunanjega vmesnika lahko zdaj upravljam vse njegove operacije iz katere koli naprave, priključene na LAN (pametni telefon, računalnik, tablični računalnik).

Zaloge

• Malina PI3B+
• Stara torbica za DVD
• Bralnik CDROM
• Napajanje 5v-5A
• Superkondenzatorji
• Različne komponente (tranzistorji, LED, rele, op-amp): glej podrobnosti projekta

1. korak: Primer in postavitev komponent

Prva težava, s katero sem se soočal, je bila izbira in iskanje primernega primera. Ker doma nisem našel ničesar, sem za nekaj dolarjev našel ta poceni DVD predvajalnik na Amazonu, vendar bo vse, kar je podobno, dovolj dobro. Ohišje ima naslednje dimenzije: 27 cm x 20 cm x 3,5 cm.

Popolnoma sem odstranil vso vsebino, obdržal sem le majhno ploščo za upravljanje sprednje LED, gumba za vklop in vhoda USB. Nato sem načrtoval notranjo postavitev za nove komponente (glej sliko).

2. korak: Stikalo za zaznavanje zvoka stereo

Zakaj samodejno stikalo za zvok? Potreba izhaja iz dejstva, da televizijo pogosto poslušam prek ojačevalnika HiFi, vendar nisem želel vsakič izbrati stikala za vir na ojačevalniku. Pri tem vezju je vhod ojačevalnika vedno enak, vir pa samodejno izbere stikalo za zvočno stereo zaznavanje.

Shema je jasna. Ko se PAB ne predvaja, iz televizorja prihaja avdio vir za HiFi. Če se predvaja PAB, rele izbere zvok iz Raspberryja.

3. korak: Škatla s super kondenzatorji

Kot je znano, nenadna prekinitev napajanja maline povzroči takojšen izklop brez izvedbe postopka zaustavitve, kar ogroža operacijski sistem in s tem njegovo celotno funkcionalnost. Superkondenzator se od tradicionalnega kondenzatorja razlikuje po dveh bistvenih značilnostih: njegove plošče imajo dejansko večjo površino in razdalja med njimi je veliko manjša, saj vstavljeni izolator deluje drugače kot običajni dielektrik. S temi tehnikami je mogoče izdelati zelo velike kapacitete (v vrstnem redu več deset Faradov) kondenzatorje ob ohranjanju majhnih dimenzij. Zamisel je torej ustvariti 5v "odbojnik" preko superkondenzatorjev in aktivirati zaustavitev, ko se zazna odsotnost napajalne napetosti. Na ta način ne bo več potrebno ročno posredovati za zagon zaustavitve, ampak preprosto odstranite vtič (ali aktivirajte stikalo), da zagotovite varen izklop.

Glede na shemo je napajanje priključeno na levi priključek, Schottkyjeva dioda pa preprečuje vrnitev toka v napajalnik. Dva močnostna upora 1.2Ω 5W vzporedno omejujeta polnilni tok superkondenzatorjev za zaščito napajanja. Brez teh uporov bi največji tok, ki ga zahtevata dva izpraznjena superkondenzatorja, skoraj zagotovo lahko poškodoval napajalnik. Močna dioda mora biti nujno Schottkyjevega tipa, če želite vstaviti minimalni padec napetosti zaporedno s 5V barom.

Dva superkondenzatorja sta zaporedno povezana, da zagotovita največjo napetost 5,4 voltov na svojih koncih (vsak superkondenzator je 10F, 2,7 V), oba upora pa vzporedno s kapacitivnostmi uravnavata polnilne tokove in zagotavljata počasno praznjenje, ko se malina obrne izklopljeno. Dva upora 1KΩ, vzporedna z vhodom, razdelijo 5V napajalnika na polovico, da sprejmejo potreben signal za zaznavanje izpada električne energije (priključen na Raspberry GPIO 7). Za razliko od sodobnih litijevih celic superkondenzatorji zagotavljajo skoraj neskončno število ciklov polnjenja in praznjenja, ne da bi pri tem izgubili lastnosti.

Vezje bo zato lahko ohranilo napajanje in delovanje Raspberryja toliko časa, kot je potrebno za redno zaustavitev. Začetek procesa zaustavitve bo zaznal program, ki se izvaja na Raspberryju in bo spremljal stanje GPIO 7, na katerega je priključena raven moči. Ko je napajanje izklopljeno, GPIO pin 7 preide na nizko raven in sproži zaustavitev. To je koda:

#!/usr/bin/env python

uvoz RPi. GPIO kot GPIO uvozni podproces GPIO.setmode (GPIO. BCM) # uporabite označevanje GPIO GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # pin 26 monitor Power Supply # uporabite šibek pull_up za ustvarjanje visoke GPIO.setup (INT, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): while True: # nastavite prekinitev na padajočem robu in počakajte, da se to zgodi.input (INT) == 0: # še vedno nizko, zaustavitev Pi podproces.call (['poweroff'], lupina = True, / stdout = podproces. PIPE, stderr = podproces. PIPE) če je _name_ == '_main_': main ()

Program je treba shraniti v/usr/local/bin/.py in konfigurirati za izvajanje ob zagonu maline. Iz izvedenih preskusov se je izkazalo, da zmogljivosti obeh superkondenzatorjev zadostujeta za zagotovitev časa zaustavitve maline. Če bo potreben več časa, bo dovolj, da vzporedno z obstoječimi uvedemo še dva superkondenzatorja ali ju zamenjamo z dvema z večjo kapaciteto.

4. korak: Sestavljanje in uporaba vrat USB

Blokovna shema prikazuje, kako priključiti več naprav za PAB na glavno vodilo 3 (+5v, USB in avdio stereo).

Upoštevajte, da je napajalnik bralnika CD -jev neposredno povezan z glavnim napajalnikom prek kabla "Y", medtem ko avdio vhod prehaja na Raspberry. Štiri vrata USB Raspberry so bila uporabljena za:

• Bralnik CD -jev;
• 250 GB pogon za shranjevanje lokalnih glasbenih datotek (mp3, m4a, wma, flac itd.);
• 16-mikro kartico micro SD (z adapterjem USB) za shranjevanje celotne varnostne kopije glavne kartice Raspi SD (glej spodaj);
• povezavo z zunanjimi vrati USB na ohišju.

Zunanja vrata USB se lahko uporabljajo za predvajanje zunanje glasbe ali napajanje zunanjih naprav. V mojem primeru napajam zunanji oddajnik Bluetooth, saj sem zaradi nizkega dosega in nestabilnosti zavrgel Raspijev notranji. Z zunanjim bluetoothom doma vozim 2 različna stereo zvočnika.

Kartica micro SD s 16 GB (z adapterjem USB) vsebuje popolno varnostno kopijo Raspberry. Uporabljam rpi-clone, ki se je izkazal za zelo dober projekt, ki omogoča popolno delujočo varnostno kopijo maline brez potrebe po odstranitvi notranjega SD-ja. Ta SD sem že večkrat zamenjal brez težav. Zato sem nastavil cronjob za korenskega uporabnika:

#Backup na sda - vsako sredo zvečer

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -klon sda -u | mail -s "Varnostno kopiranje PAB na SD - končano"

Nato sem znova uporabil izvirni gumb za vklop na ohišju za izklop in ponovni zagon Raspberryja po tem priročniku:

5. korak: Programska oprema in operacijski sistem

Glavni operacijski sistem PAB je navaden Raspbian minimum (Debian Buster) z več posebnimi dodatki:

• rpi-klon za glavno varnostno kopiranje;
• ssmtp, preprost MTA za odstranitev pošte iz sistema;
• udevil, ki omogoča samodejno namestitev pogonov USB;
• abcde, da vzamem svojo zbirko CD -jev in jo stisnem v kateri koli zvočni format;
• mopidy, popoln Daemon predvajalnika glasbe s kopico vtičnikov.

Nato sem napisal popolno strežniško aplikacijo PAB Scheduler z uporabo python3 in tornada, katere koda ni v obsegu tega članka, vendar lahko na zahtevo posredujem navodila. Z razporejevalnikom lahko nastavite sezname predvajanja za kateri koli čas dneva in ločite med tednom in vikendom.

Glavna programska oprema s sistemom PAB je mopidy. Za namestitev in konfiguracijo mopidyja (precej obsežen) si oglejte njegovo dokumentacijo tukaj:

To so nameščeni vtičniki:

• 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

Za popoln nadzor nad PAB sem izbral razširitev sprednje strani Iris (glej slike). To je zelo zmogljiva spletna aplikacija z naslednjimi funkcijami:

• Popoln spletni nadzor vmesnika za Mopidy
• Izboljšana podpora za lokalne knjižnice (poganja Mopidy-Local-Sqlite)
• Brskajte in upravljajte sezname predvajanja in skladbe
• Odkrijte novo, priljubljeno in sorodno glasbo (poganja Spotify)
• Brezplačno gosti

• Integracija z:

  • Spotify
  • LastFM
  • Genialno
  • Snapcast
  • Icecast

Na ta način lahko svobodno upravljam svojo glasbo skoraj povsod (računalnik, tablični računalnik, pametni telefon).