PAB: asmeninė garso dėžutė: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Šio projekto idėja gimė iš poreikio nusikrapštyti tris didelius „HiFi“sistemos komponentus, kurie dabar jau baigėsi. Be to, man reikėjo daugiau vietos lentynoje kitiems objektams, todėl pasinaudojau galimybe pradėti mokytis „Personal Audio Box“, kad pakeisčiau visas trijų senovinių „milžinų“funkcijas.

„Raspberry Pi3B+“atrodė geriausias pasirinkimas dėl šių priežasčių:

• Mažas formos koeficientas ir mažas energijos suvartojimas;
• Priimtinos kokybės garso PCM išvestis;
• Galimybė naudoti „mopidy“, išplėstinį muzikos serverį, įgyvendinantį mpd protokolą;
• Didelė šaltinių integracija: vietinė muzika, CDROM, radijo srautai, „Spotify“, „Tunein“ir kt.

Integruodamas jį su keletu kitų komponentų, galėjau sukurti pilną sistemą be galvos, galinčią leisti muziką iš kompaktinių diskų, vietinių failų, internetinio radijo, „Spotify“grojaraščių, transliacijų. Naudodamas priekinę sistemą, dabar galiu valdyti visą jo veikimą iš bet kurio prie LAN prijungto įrenginio (išmaniojo telefono, kompiuterio, planšetinio kompiuterio).

Prekės

• Aviečių PI3B+
• Senas DVD dėklas
• CDROM skaitytuvas
• 5v-5A maitinimo šaltinis
• Superkondensatoriai
• Įvairūs komponentai (tranzistoriai, LED, relė, „Op-Amp“): žr

1 žingsnis: dėklas ir komponentų išdėstymas

Pirmoji problema, su kuria susidūriau, buvo tinkamo atvejo pasirinkimas ir suradimas. Nieko neradęs namuose, radau šį pigų DVD grotuvą „Amazon“už kelis dolerius, tačiau viskas, kas panaši, bus pakankamai gera. Dėklo matmenys: 27 cm x 20 cm x 3,5 cm.

Aš visiškai pašalinau visą turinį, pasilikdamas tik mažą plokštę priekiniam šviesos diodui, maitinimo mygtukui ir USB įėjimui valdyti. Tada aš suplanavau vidinį naujų komponentų išdėstymą (žr. Paveikslėlį).

2 veiksmas: garso stereo jutiklio jungiklis

Kodėl automatinis garso jungiklis? Poreikis kyla iš to, kad dažnai klausausi televizoriaus per „HiFi“stiprintuvą, tačiau nenorėjau kiekvieną kartą pasirinkti šaltinio jungiklio stiprintuve. Naudojant šią grandinę, stiprintuvo įvestis visada yra ta pati, o šaltinį automatiškai pasirenka garso stereo jutiklio jungiklis.

Schema yra tiesioginė. Kai PAB negroja, HiFi garso šaltinis yra iš televizoriaus. Jei groja PAB, relė pasirenka garsą iš Raspberry.

3 žingsnis: „Super-kondensatorių dėžutė“

Kaip žinoma, staigus „Raspberry“maitinimo nutrūkimas nedelsiant išjungia maitinimą, neatliekant išjungimo procedūros, rizikuojant pakenkti operacinei sistemai ir dėl to visai jos funkcijai. Superkondensatorius nuo tradicinio kondensatoriaus skiriasi dviem esminėmis savybėmis: jo plokštės iš tikrųjų turi didesnį plotą, o atstumas tarp jų yra daug mažesnis, nes tarpinis izoliatorius veikia kitaip nei įprastas dielektrikas. Taikant šiuos metodus, galima išlaikyti labai didelės talpos (kelių dešimčių Faradų) kondensatorius, išlaikant mažus matmenis. Todėl idėja yra sukurti 5 voltų „buferį“per superkondensatorius ir suaktyvinti išjungimą, kai aptinkamas maitinimo įtampos nebuvimas. Tokiu būdu nebereikės rankiniu būdu įsikišti, kad paleistumėte išjungimą, bet tiesiog ištraukite kištuką (arba įjunkite jungiklį), kad užtikrintumėte saugų išjungimą.

Remiantis schema, maitinimo šaltinis yra prijungtas prie kairiojo gnybto, o Schottky diodas neleidžia srovei grįžti į maitinimo šaltinį. Du lygiagrečiai esantys 1,2Ω 5W galios rezistoriai riboja superkondensatorių įkrovimo srovę, kad apsaugotų maitinimą. Be šių rezistorių, didžiausia srovė, kurios reikia dviem iškrautiems superkondensatoriams, beveik neabejotinai galėtų sugadinti maitinimo šaltinį. Maitinimo diodas būtinai turi būti Schottky tipo, kad 5 V juostoje būtų galima nuosekliai įterpti minimalų įtampos kritimą.

Du superkondensatoriai yra sujungti nuosekliai, kad jų galuose būtų užtikrinta maksimali 5,4 voltų įtampa (kiekvienas superkondensatorius yra 10 F, 2,7 V), o du rezistoriai lygiagrečiai talpoms subalansuoja įkrovimo sroves ir garantuoja lėtą iškrovimą pasukus avietę. išjungtas. Du 1KΩ rezistoriai lygiagrečiai įėjimui padalija 5 V maitinimo šaltinį per pusę, kad gautų reikiamą signalą elektros energijos tiekimo sutrikimui aptikti (prijungtas prie „Raspberry GPIO 7“). Skirtingai nuo šiuolaikinių ličio elementų, superkondensatoriai garantuoja beveik neribotą įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičių, neprarandant jokių savybių.

Todėl grandinė galės išlaikyti „Raspberry“maitinimą ir veikti tiek laiko, kiek reikia reguliariai išjungti. Išjungimo proceso pradžią aptiks „Raspberry“veikianti programa, kuri stebės GPIO 7, prie kurio prijungtas galios lygis, būseną. Kai maitinimas atjungiamas, GPIO kaištis 7 praeina žemu lygiu ir sukelia išjungimą. Tai yra kodas:

#!/usr/bin/env python

importuoti RPi. GPIO kaip GPIO importuoti papildomą procesą GPIO.setmode (GPIO. BCM) # naudoti GPIO numeraciją GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # pin 26 monitoriai Power Supply # naudoti silpną pull_up, kad sukurtumėte aukštą GPIO.setup GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): nors tiesa: # nustatykite pertraukimą ant krintančio krašto ir palaukite, kol tai įvyks GPIO.wait_for_edge (INT, GPIO. FALLING) # dar kartą patikrinkite kaiščio lygį, jei GPIO.input (INT) == 0: # vis dar mažai, išjungimas Pi subprocess.call (['poweroff'], shell = tiesa, / stdout = subprocess. PIPE, stderr = subprocess. PIPE), jei _name_ == '_main_': pagrindinis ()

Programa turi būti išsaugota kataloge/usr/local/bin/.py ir sukonfigūruota paleisti, kai „Raspberry“paleidžiama. Iš atliktų bandymų paaiškėjo, kad dviejų superkondensatorių talpa yra pakankama, kad būtų užtikrintas „Raspberry“išjungimo laikas. Jei reikia daugiau laiko, pakaks lygiagrečiai esamiems įvesti du kitus superkondensatorius arba pakeisti juos dviem didesnės talpos.

4 žingsnis: USB prievadų surinkimas ir naudojimas

Blokinėje schemoje parodyta, kaip prijungti kelis PAB įrenginius prie pagrindinės 3 magistralės (+5 V, USB ir garso stereo).

Atkreipkite dėmesį, kad kompaktinių diskų skaitytuvo maitinimo šaltinis buvo prijungtas tiesiai prie pagrindinio maitinimo šaltinio „Y“kabeliu, o garso įvestis eina į „Raspberry“. Keturi USB Raspberry prievadai buvo naudojami:

• CD skaitytuvas;
• 250 GB talpos pendrive vietiniams muzikos failams saugoti (mp3, m4a, wma, flac ir kt.);
• 16 GB „micro SD“kortelė (su USB adapteriu), skirta saugoti visą pagrindinės „Raspi SD“atsarginę kopiją (žr. žemiau);
• prijungimas prie išorinio korpuso USB prievado.

Išorinis USB prievadas gali būti naudojamas išorinei muzikai leisti arba išoriniams įrenginiams maitinti. Mano atveju aš maitinu išorinį „Bluetooth“siųstuvą, nes dėl mažo diapazono ir nestabilumo aš atmečiau „Raspi“vidinį. Naudodamas išorinį „Bluetooth“, namuose vairuoju 2 skirtingus stereofoninius garsiakalbius.

16 GB „micro SD“kortelėje (su USB adapteriu) yra visa „Raspberry“atsarginė kopija. Aš naudoju „rpi-clone“, kuris pasirodė esąs labai geras projektas, leidžiantis turėti pilną veikiančią „Raspberry“atsarginę kopiją, neišimant vidinio SD. Aš daug kartų keičiau šį SD su vidiniu, be jokių problemų. Taigi aš sukūriau „cronjob“root vartotojui:

#Backup on sda - kiekvieną trečiadienio vakarą

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -clone sda -u | paštas - „PAB atsarginė kopija SD kortelėje - padaryta“

Tada pakartotinai naudoju originalų dėklo maitinimo mygtuką, norėdamas išjungti ir iš naujo paleisti „Raspberry“, vadovaudamasis šiuo vadovu:

5 veiksmas: programinė įranga ir operacinė sistema

Pagrindinė PAB operacinė sistema yra paprastas Raspbian minimalus (Debian Buster) su keliais konkrečiais papildymais:

• rpi-klonas pagrindinei atsarginei kopijai;
• ssmtp, paprastas MTA, norint pašalinti paštą iš sistemos;
• „udevil“, leidžianti automatiškai prijungti USB įrenginius;
• abcde, norėdamas paimti mano CD kolekciją ir suspausti ją į bet kokį garso formatą;
• „mopidy“, visas muzikos grotuvo demonas su daugybe papildinių.

Tada aš parašiau visą „PAB Scheduler“serverio programą, naudodamas „python3“ir „tornado“, kurių kodas nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį, tačiau paprašius galiu pateikti instrukcijas. Naudodami planuotoją, galite nustatyti grojaraščius bet kuriuo paros metu, atskirdami darbo dienas nuo savaitgalių.

Pagrindinė programinė įranga, kurioje veikia PAB, yra „mopidy“. Norėdami įdiegti ir konfigūruoti „mopidy“(gana platų), ieškokite jo dokumentacijos čia:

Tai yra įdiegti papildiniai:

• 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“

Norėdami visiškai valdyti PAB, pasirinkau „Iris“priekinės dalies plėtinį (žr. Paveikslėlius). Tai labai galinga žiniatinklio programa, turinti šias funkcijas:

• Visi internetiniai „Mopidy“sąsajos valdikliai
• Patobulintas vietinių bibliotekų palaikymas (maitinamas „Mopidy-Local-Sqlite“)
• Naršykite ir tvarkykite grojaraščius ir takelius
• Atraskite naujos, populiarios ir susijusios muzikos (paremta „Spotify“)
• Nemokamai priglobta

• Integracija su:

  • „Spotify“
  • LastFM
  • Genijus
  • „Snapcast“
  • Ledai

Tokiu būdu galiu laisvai valdyti savo muziką beveik iš bet kurios vietos (kompiuterio, planšetinio kompiuterio, išmaniojo telefono).