Raspberry Pi Audio Dac-Amp-Streamer: 14 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

ייעוד מחדש כובע קולי מיושן של Google AIY כמכשיר הזרמת אודיו סטריאו ללא ראש.

כעת, כאשר ערכות הקול של Google AIY מתקרבות לגיל שנתיים, ייתכן שגילית שהחידוש קצת התרוקן. או שאולי אתה תוהה אם הפרסומות של הדפדפן שלך לפסטיבל הרנסנס הקרוב ביותר קשורות לשאלה שהצגת לגבי היכן תוכל למצוא עסקאות טובות תחת נעלי ריצה מתחת לשריון.

אם אתה כבר הבעלים של אחד כזה, פרויקט זה יראה לך כיצד לקחת את ערכת הקול הקיימת שלך ב- Google AIY, ולתכנן אותה מחדש כסטרימר שמע ייעודי ללא ראש. אם עדיין אין לך ערכה ואתה גר ליד מרכז מיקרו; יש לך מזל - יש עדיין הרבה בסביבה, ואני בספק אם הם יהיו זולים יותר מהמחיר הנוכחי של 5 $. (למעשה, הם 3 $ החל מיולי 2019).

הפרויקט כולו עוסק בשמע ואין שום קשר ל- AI. אנו נעבוד על מערכת הפעלה נפרדת לחלוטין המאוחסנת בכרטיס micro sd נפרד, שתאפשר לך לשמור על כל הפונקציונליות של AI ללא נגיעה. יתר על כן, נשפר את חווית המשתמש על ידי הצגת צליל סטריאו (תמורת כמה דולרים נוספים) כאשר אנו בונים מכשיר הזרמת אודיו הניתן להרחבה. לבסוף, עם סיום הפרויקט הזה, נשאיר את הכובע הקולי נשאר במצב מוכן להרחבה עתידית. מגבלות ההתרחבות יהיו רק של היצירתיות שלנו.

שלב 1: רכש

אני אכתוב את זה להוראה מנקודת המבט שאין לך עדיין ערכת Google Voice. אם כבר יש לך את ערכת הקול - הפריטים הנוספים הדרושים מסומנים עם * למטה. כמו כן, ההצעה האחרונה של Raspberry Pi (Pi 3 A+) מתאימה באופן מושלם לפרויקט זה בהתבסס על גורם הצורה שלו, ואני ממליץ בחום לקנות אחד בכל זאת. עם זאת כל פי צריך לעשות כל עוד הוא יכיל את כובע ערכת הקול ומערכי ה- GPIO.

רכיבים:

• Raspberry Pi (ממליץ על Pi 3 A +)
• ספק כוח מיקרו USB של 5.25V 2.4 אמפר
• כרטיס מיקרו SD (תלוי בגודל אוסף המוסיקה שלך, 16 ג'יגה -בתים אמורים להספיק)
• Max98357A dac ומגבר (מבית Adafruit)*
• רמקול*. הערכה מגיעה עם אחד, אולם כדי לקבל סטריאו נצטרך רמקול נוסף. (גם Adafruit)
• ערכת Google Voice AIY
• כותרת - להקה יחידה*
• חוט רמקול*

כלים נחוצים: הלחמה, הלחמה, מברג פיליפס בגודל 00 או 000. חשפנות תיל, מיסוך או סרט צייר לאבטחת הכותרת באופן זמני במהלך הלחמה, מתאם USB למיקרו SD.

שלב 2: הרכבת החומרה

מחוץ לקופסה הכובע הקולי מגיע במצב מונו. למרבה המזל, המהנדסים בגוגל עיצבו את הלוח כך שיאפשר שדרוג לסטריאו פשוט על ידי הוספת לוח Max98357a נוסף לשבת ככובע נוסף. הם אפילו תיארו לנו את הקופסה.

ניחשתם נכון: נבנה כובע על כובע. חומרה על גבי חומרה כבר למעלה.

באמצעות הכותרת המסופקת על ידי ערכת השבבים של Adafruit Max98357a, אנו מתחילים בהלחמה של הכותרת עם 7 פינים לכובע הקול ישירות מתחת למילים "AIY projects Voice Hat". פיסת נייר דבק המודבקת על הסיכות הזכריות הארוכות יותר על פני הלוח עשויה להיות שימושית כדי למנוע מהכותרות להחליק ממקומן, כאשר נעבוד עם הלוח הפוך במהלך שלב זה של הלחמה.

הלחם גם שני סיכות בתוך הקופסה המתוארת הלבנה לכובע הקול שבו ישב לוח max98357a הכחול.

אין למכור את מחבר הרמקולים ללוח MAX98357a!

חבר במקום זאת את מסופי הרמקולים לכובע הקול, מיושר ישירות מתחת למקום בו הלחמו שני הקטבים. חיבור הרמקול השמאלי וחיבור הרמקול הימני צריכים להיות מיושרים זה לצד זה, בשורה אחת של ארבעה מסופים.

הפוך את הלוח כלפי מעלה כלפי מעלה.

הלחם את המגשר שכותרתו "JP4" סגור על ידי השארת טיפת הלחמה על המגשר. אל תשכח את החלק הזה או שלא יהיה לנו סטריאו!

חבר בזהירות את הלוח הכחול max98357a לסיכות הזכר הארוכות הבולטות מכובע הקול. זה היה קצת קשה, אז נסה להלחם את הסיכות בניצב ככל האפשר ללוח. עם הסתבכות קלה של כותרת שתי הסיכות, הצלחתי להשיג זאת במאמץ קל בלבד.

השלם את הלחמת סיכות הזכר לשבב max98357a הכחול - הן כותרת שבע הפינים והן כותרת שתי הפינים אמורות להחזיק את max98357a היטב במקומו.

סיימתי עם הלחמה!

שלב 3: חבר את ה- Pi וחבר את הרמקולים שלך

בעזרת שני מרווחי הניילון המצורפים לערכה, מיזגו בזהירות את ערכת הקול הנשית על גבי הכותרות הגבריות על פי הפטל. מרווחי הניילון אמורים להיצמד למקומם ולהעניק לך התאמה מאובטחת בפינות הנגדיות של הכותרת.

בעזרת מברג זעיר של פיליפס (000 או 00), נתק את הברגים במסוף הרמקולים מספיק כדי לאפשר לחוט הרמקול שלך להיכנס לפתחי הדחיסה. לא צריך להסיר את הברגים, אלא לפתוח אותם מספיק במקום שהם מרגישים רופפים.

הכנס את חוט הרמקול הקטן שלך לפתח והדק את הברגים כדי להחזיק את חוט הרמקול היטב במקומו.

גיליתי שהצעד הזה הוא האתגר הכי מרתיע של כל הפרויקט - לא הצלחתי למצוא מברג קטן מספיק, או שחוט הרמקול הדקיק שלי היה דק מכדי לספוג את דחיסת הבורג ומעדיף להישבר מאשר להחזיק. ביצעתי שינוי על ידי בניית "ציפורניים" או חוטים קטנים יותר שהיו יציבים מספיק כדי לעמוד בפני הדחיסה, ופשוט מספיק זמן להלחמה לקצותיה החשופים של חוט הרמקול. מכוער, כן- אבל יעיל.

סיימתי עם חומרה!

שלב 4: הורד את Raspbian Lite

רבים מכם כבר מכירים היטב את תהליך הורדת ושריפת תמונות לכרטיס SD, והשלבים הבאים הם מעט מעבר להיקף הפרויקט הזה. אני אציג את השלבים שלהלן למקרה הצורך, אך אם אתה מוצא את עצמך עדיין תקוע, ישנם המון משאבים לסייע.

עריכה אחרונה: יוני 2020 להורדת באסטר לייט.

· הורד והתקן את Etcher מאת Balena Software

· הורד את מערכת ההפעלה Raspbian Lite האחרונה מ- raspberrypi.org

· באמצעות Etcher, כתוב את התמונה Raspbian לכרטיס ה- SD

· לאחר השלמתו, אלא אם משתמשים ב- pi zero w - מעבירים את כרטיס ה- SD החדש שצולם ל- Raspberry Pi שלנו. אם אתה משתמש ב- pi zero w, עלינו לערוך כמה תיקונים בקובץ WPA_Supplicant.conf במחיצת האתחול כדי להתקין את ה- wifi שלך.

שלב 5: הגדר את ה- Pi

בעזרת התמונה החדשה שלנו, בואו להפעיל את הפאי. אבל ראשית אפשר לשאול צג ומקלדת כדי לסייע בתצורה. הכנס את כרטיס ה- micro sd והצמד את כבל הטעינה של מיקרו usb. עם המזל, נורית הלד הירוקה מהבהבת כמה פעמים בזמן האתחול. האתחול הראשון עשוי להימשך מספר דקות, אך תוך 5 דקות עלינו להיות מוכנים לעבוד על התצורה שלנו. ל- "Lite" ל- Raspbian אין שולחן עבודה.

פעם אחת בשורת הפקודה: התחבר כ- pi, סיסמה "פטל".

· גש ללוח התצורה על ידי הקלדת "sudo raspi-config" בשורת הפקודה.

· שנה את הסיסמה שלך באופן מיידי.

· הגדר את ה- wifi באמצעות אפשרויות הרשת בלוח התצורה

· שנה את אפשרויות הלוקליזציה והגדר את אזור הזמן שלך

· הפעל SSH באמצעות אפשרות החלונית ממשקים

· הפעל את "sudo apt-get update" כדי לעדכן את התוכנה לגרסה העדכנית ביותר

נזדקק לכתובת ה- IP של ה- Pi. אני ממליץ על אפליקציה בשם "FING" הניתנת להורדה לכל מכשיר אנדרואיד והיא תפרט את כל המכשירים המחוברים לרשת שלך. נחפש מכשיר בשם "raspberrypi". כתוב את כתובת ה- ip.

מנקודה זו ואילך, לא נצטרך עוד את הצג או המקלדת. כל התצורות הנוספות יבוצעו באמצעות שורות הפקודה באמצעות הפעלת SSH.

שלב 6: השתמש ב- SSH כדי לפתוח הפעלה במחשב מרוחק

השימוש ב- SSH הוא די בסיסי. פתח חלון מסוף מכל מכשיר ברשת שלך והקלד את הפקודה

ssh pi@myipaddress

החלף את "myipaddress" בערכים המספריים המתקבלים באמצעות אצבע.

בפעם הראשונה, ייתכן שתתקבל בברכה באזהרה מפחידה המצביעה על כך שאינך ברשימת המוזמנים, אולם יש משפט שאמור לקרוא "להסיר את זה …" העתק את מחרוזת התווים הארוכה והדבק אותה בפקודה הנחיה, הקש enter. לאחר מכן באמצעות מקש החץ למעלה, חזור על הפקודה ssh pi@myipaddress, בחר כן, והזן כעת את הסיסמה שלך. מזל טוב! אתה מחובר כעת למכשיר שלך אם אתה מסתכל על שורת פקודה של "pi@raspberrypi: ~ $".

שלב 7: התקן את Mopidy

אנו הולכים להתקין את Mopidy כשרת המוסיקה שלנו. יש כאן הרבה אפשרויות, אבל אני אראה לך כיצד להתקין הרחבה בשם "תיבת מוסיקה" שתאפשר לך לשלוט במוזיקה שלך מממשק אינטרנט במקום משורת פקודה.

מהו מופידי? על פי האתר שלה, מופידי היא שורה של מילים גדולות שגורמות לי להרגיש די נחיתה כרגע, אבל בואו נגיד שמופידי היא הפלטפורמה שהמוזיקה שלנו תנגן ממנה. זה יהיה שרת מוזיקה, MPD (שד נגן מוזיקה) ושרת אינטרנט. התוסף PiMusic Box יציע את האתר שאנו יכולים לנווט אליו ולשלוט בו על Mopidy. הבנתי שמכיוון שהוא משחק יפה עם חבורה של שירותים פופולריים כגון Spotify או Google Play מוזיקה, הוא יתאים להדרכה הזו. בנוסף זה מגניב למדי.

להלן ההנחיות שהועתקו ללא בושה מ- Mopidy להתקנה משורת הפקודה:

1. הוסף את מפתח ה- GPG של הארכיון:

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

2. הוסף את ריפו APT למקורות החבילה שלך:

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

לבסוף התקן את mopidy:

עדכון sudo apt-get

sudo apt-get להתקין mopidy

סוף עותק חסר בושה.

שלב 8: השתמש ב- Python Pip להתקנת התקנות אחרות (הרחבות)

התקנו זה עתה רגיל וניל מופידי, אבל אנחנו רק מתחילים. הרחבות יהיו אבני הבניין שלנו להוספת התאמות אישיות ל- Mopidy וניל רגיל שלנו. מכיוון שרוב ההרחבות שבהן נעסוק במופיעה בסיסית כתובות בפייתון, נשתמש במקבילה של apt שהיא ספציפית לפיתון.

לפני שנתחיל להשתמש ב- pip, ראשית נוודא שיש לנו את כל הפלאגינים של gstreamer באמצעות apt:

sudo apt להתקין

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

ההתקנה עשויה להימשך מספר דקות. ללא Gstreamer, ייתכן שלא תוכל להזרים מוזיקה.

ועכשיו נוכל להתקין פיפט פייתון:

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

עכשיו נוכל להשתמש בפיפ כדי להוסיף עוד נוגים טחורים. פיפ הוא כלי פיתון, בדומה ל- apt, אבל אני מוצא שהוא עובד קצת יותר מהר מאשר apt. קצת איטי מהגוש, אבל הוא נכנס די מהר.

להלן ארבעה כדי להתחיל:

חזית אינטרנט. בואו נשתמש באיריס, אבל אם אתה רוצה אתה יכול לנסות mopidy-musicbox-webclient במקום:

sudo python3 -m pip התקן את Mopidy -Iris

רכזת תחנת רדיו אינטרנט עם 30 ערוצים:

sudo python3 -m pip התקן mopidy -somafm

מוקד נוסף לשירותי רדיו אינטרנט עם עוד יותר ערוצים:

sudo python3 -m pip התקן mopidy -TuneIn

ועוד חזית למכשיר נייד. תחנות רדיו ואיריס אינן מנגנות יפה יחד, אך למובייל יש כל מיני תחנות מנות אינטרנט להאזנה:

sudo python3 -m pip התקן את Mopidy -Mobile

לאחר השלמתה, תוכל להיות מסוגל לגשת ל- Music Box באמצעות:

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

עדיין לא ייצא לנו דבר מהרמקולים אם תנסה להשמיע מוזיקה.

לרשימת תכונות ותוספים אחרים: עזור לעצמך:

sudo pip search mopidy

מכאן תוכל להמשיך להוסיף תוספים לבחירתך.

יש לי מצורף קובץ תצורה לדוגמא של mopidy. אל תהסס להשתמש בתוכן ב- /etc/mopidy/mopidy.conf

sudo nano /etc/mopidy/mopidy.conf

שלב 9: הגדר את Mopidy כשירות

מאחר שנרצה להפעיל סחף בעת האתחול, שתי פקודות יאפשרו לרוץ מופעל בעת האתחול:

sudo systemctl לאפשר mopidy

sudo dpkg-configure mopidy

הפעל מחדש ולאחר מכן רץ

sudo systemctl status mopidy - l

כדי לבדוק את הסטטוס שלך. אתה אמור לראות מחוון ירוק. ל- Mopidy יש אתר תמיכה שימושי מאוד שיסייע באפשרויות תצורה נוספות. עיין באתר תיעוד Mopidy לפרטים נוספים.

שלב 10: הוסף מוסיקה משלך

כברירת מחדל, mopidy ירצה לאחסן מוזיקה מקומית בתיקייה תחת/var/lib/mopidy/media. העתק לשם את אוסף המוסיקה שלך. אני מוצא שהכי קל פשוט להסיר את כרטיס ה- SD מה- pi (לאחר כיבוי בטוח), ולהשתמש במתאם micro sd ל- usb, חבר את המתאם ליחידת האחסון שלך והעתק/הדבק שם. (זה עשוי לקחת זמן בהתאם לגודל האוסף שלך). לאחר השלמתו, החזר את כרטיס ה- SD לפאי, אתחל אותו, התחבר מחדש ולאחר מכן הקלד:

סריקה מקומית sudo mopidyctl

פעולה זו תוסיף את המוסיקה שלך לספריית המדיה המקומית ב- Music Box. ייתכן שתבחין בקבצי.wma אינם מזוהים כשמע, ונראה שקבצי.ogg מתגעגעים במהלך הסריקה. אבל קבצי MP3 לא אמורים להוות בעיה.

שלב 11: קובץ תצורת כרטיס קול - Asound.conf

עדיין לא אמור להיות לך שום דבר ב- /etc/asound.conf, אך אם כן, החלף את התוכן בתכנים להלן, או צור אחד באמצעות:

sudo nano /etc/asound.conf

והדבק:

אפשרויות snd_rpi_googlehat_soundcard index = 0

pcm.softvol {type softvol slave.pcm dmix control {שם כרטיס מאסטר 0}} pcm.! ברירת מחדל {type asym playback.pcm "plug: softvol"} ctl.! default {type hw card 0}

ctrl-x ו- Y כדי לשמור את האמור לעיל כקובץ asound.conf החדש שלך.

שלב 12: ודא שאנו משתמשים בשכבה הנכונה כדי להגדיר /להפעיל את התצורה. Txt

סוּג

sudo nano /boot/config.txt

השורות האחרונות צריכות להידמות למשהו הדומה להלן. אנו רוצים לוודא שהאודיו הסטנדרטי יגיב, יחד עם כל שכבת -על קודמת כמו ה- hifiberry dac שלי, תוך יישום שכבת הכובע הקולית של Google. לבסוף, אנו רוצים להנחות את הפאי להשתמש במיפוי i2s. מחוון # אומר למערכת להתעלם מהקו.

# אפשר אודיו (טוען snd_bcm2835)

#dtparam = שמע = ב- #dtoverlay = hifiberry-dac dtoverlay = googlevoicehat-soundcard dtoverlay = i2s-mmap

אתחל מחדש אם הכל נראה דומה לאמור לעיל. המתן מספר דקות, פתח דפדפן לכתובת ה- URL של תיבת המוסיקה והפעל מוזיקה.

שלב 13: תהנה מהמוזיקה

אם אתה מקשיב לטוב סטריאו, המשימה הושלמה!

אחד הדברים היפים בשימוש בפטל פאי כשרת מוזיקה חסר ראש המחובר ל- wifi הוא שהוא פועל מבלי לקחת הרבה משאבים. נכון, אנחנו שואבים רק 3 וואט לערוץ, אבל זה כנראה מספיק להאזנה לטווח קצר. סוללת הטלפונים שלך תודה לך.

יש גם גורם ירוק מאוד משמעותי - אנו לוגמים רק 5.25 וולט של אנרגיה. ובהשוואה ל- Bluetooth, אנו יכולים להגדיר את זרם הרדיו ולא להיות מעוגנים לטווח Bluetooth של 30 רגל. בנוגע לטלפון שלנו, אנו יכולים להתקשר, לשחק משחק ולשוטט קצת יותר בחופשיות מבלי להפריע לזרם המוסיקה. גירדנו רק את פני השטח. יש המון תוספי זמינות זמינים שניתן לחקור, ולמפיד יש בסיס מפתח הולך וגדל מכיוון שהוא קוד פתוח. אני אתן לך לחקור את התכונות שמעניינות אותך בעצמך.

שלב 14: סיכום

אחת התכונות הבולטות ביותר של הפרויקט הזה היא שאנחנו לא מגבילים את ה- pi שלנו על ידי נעילת הגישה ל- GPIO. זה מאפשר לנו גישה לאפשרויות רבות נוספות מכיוון שכובע הקול תוכנן כל כך טוב. לדוגמה, הפרויקט הבא שלי יהיה להוסיף מתג לחצן רגעי ככפתור כיבוי. זה צריך להיות קל, ואני כבר יודע לאן הסיכות צריכות לנחות: הן לא נחסמות. משם? ובכן, לפרויקט הזה התעלמנו לחלוטין מהמיקרופון - אולי קריוקי פי? אולי מופע נורות LED, או להוסיף מנוע לתיבת ג'וקים מתגלגלת? כל הסיכות עדיין זמינות ונגישות. נשאלת השאלה מדוע לא? ולמקרה שתרצה לחזור ל- AI, פשוט הכנס את כרטיס ה- SD הישן והגוגל יגיב בסטריאו.