PAB: Lična audio kutija: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

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

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

• Mali faktor oblika i niska potrošnja energije;
• Audio PCM izlaz prihvatljivog kvaliteta;
• Dostupnost mopidy -a, proširivog muzičkog servera koji implementira mpd protokol;
• Visoka integracija izvora: lokalna muzika, CDROM, radio prijenosi, Spotify, Tunein itd.

Integrirajući ga s nekoliko drugih komponenti, uspio sam stvoriti kompletan sistem bez glave, sposoban za reprodukciju muzike sa CD -a, lokalnih datoteka, radija na mreži, Spotify playlista, podcasta. Korištenjem sučelja sada mogu upravljati svim njegovim radom sa bilo kojeg uređaja spojenog na LAN (pametni telefon, računar, tablet).

Supplies

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

Korak 1: Slučaj i raspored 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 diodom, gumbom za uključivanje i USB ulazom. Zatim sam planirao unutrašnji 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. Kod ovog kola, ulaz pojačala je uvijek isti, a izvor se automatski bira pomoću prekidača za audio -stereo osjetljivost.

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

Korak 3: Kutija za super kondenzatore

Kao što je poznato, iznenadni prekid napajanja napajanja Raspberry -a uzrokuje trenutno isključivanje bez izvođenja postupka gašenja, riskirajući tako ugrožavanje operativnog sistema, 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 napraviti vrlo veliki kapaciteti (po redoslijedu nekoliko desetina Faradova) kondenzatori uz održavanje malih dimenzija. Ideja je stoga stvoriti 5v "međuspremnik" putem superkondenzatora i aktivirati isključivanje kada se otkrije nedostatak napajanja. Na ovaj 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 pražnjena superkondenzatora gotovo bi sigurno mogla oštetiti napajanje. Dioda za napajanje mora nužno biti tipa Schottkyja da bi se umetnuo minimalni pad napona u seriju sa 5V barom.

Dva superkondenzatora spojena su serijski kako bi osigurali maksimalni napon od 5,4 volta na svojim 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 sa 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 sve vrijeme potrebno za redovno isključivanje. Početak procesa gašenja otkrit će program pokrenut na malini koji će pratiti status GPIO 7, na koji je priključena razina snage. Kada se napajanje isključi, GPIO pin 7 prolazi na niskom nivou i pokreće gašenje. Ovo je kod:

#!/usr/bin/env python

uvoz RPi. GPIO kao GPIO uvozi podproces GPIO.setmode (GPIO. BCM) # koristi GPIO numeriranje GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # pin 26 monitora napajanja # koristi 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) # ponovo provjerite nivo pina ako je GPIO.input (INT) == 0: # još uvijek nisko, isključivanje subprocess.call (['poweroff'], shell = True, / stdout = subprocess. PIPE, stderr = subprocess. PIPE) ako je _name_ == '_main_': main ()

Program mora biti spremljen u/usr/local/bin/.py i konfiguriran za pokretanje pri pokretanju Raspberryja. 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 upotreba 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 direktno spojeno na glavno napajanje putem "Y" kabela, dok audio ulaz ide na Raspberry. Četiri USB priključka za malinu korištena su za:

• CD čitač;
• fleš disk od 250 GB za skladištenje lokalnih muzičkih datoteka (mp3, m4a, wma, flac itd.);
• mikro SD kartica od 16 GB (s USB adapterom) za spremanje potpune sigurnosne kopije glavne Raspi SD kartice (vidi dolje);
• priključak na vanjski USB port na kućištu.

Vanjski USB port može se koristiti za reprodukciju vanjske muzike 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 sigurnosnu kopiju Raspberryja. Koristim rpi-clone, koji se pokazao kao vrlo dobar projekt koji omogućava potpunu radnu sigurnosnu kopiju Raspberryja bez potrebe za uklanjanjem internog SD-a. Mnogo puta sam mijenjao ovaj SD sa unutrašnjim, bez ikakvih problema. Pa sam postavio cronjob za root korisnika:

#Backup na sda - svake srijede navečer

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

Zatim sam ponovno upotrijebio originalno dugme za napajanje na kućištu za isključivanje i ponovno pokretanje Raspberryja, slijedeći ovaj vodič:

Korak 5: Softver i operativni sistem

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

• rpi-clone za glavnu sigurnosnu kopiju;
• ssmtp, jednostavan MTA za uklanjanje pošte sa sistema;
• udevil, za dopuštanje dodatne količine USB pogona;
• abcde, da preuzmem svoju kolekciju CD -a i komprimiram je u bilo koji audio format;
• mopidy, pun demon muzičkog plejera sa gomilom dodataka.

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

Glavni softver koji pokreće PAB 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

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

• Potpune kontrole sučelja zasnovane na webu za Mopidy
• Poboljšana podrška za lokalne biblioteke (pokreće Mopidy-Local-Sqlite)
• Pregledajte i upravljajte listama za reprodukciju i numerama
• Otkrijte novu, popularnu i srodnu muziku (pokreće Spotify)
• Besplatno hostovano

• Integracija sa:

  • Spotify
  • LastFM
  • Genijalno
  • Snapcast
  • Icecast

Na ovaj način mogu slobodno kontrolirati svoju muziku sa gotovo bilo kojeg mjesta (računara, tableta, pametnog telefona).