PAB: personiskā audio kaste: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Šī projekta ideja radās no nepieciešamības nokasīt trīs lielās HiFi sistēmas sastāvdaļas, kas tagad bija nonākušas mūža beigās. Turklāt man vajadzēja vairāk vietas plauktā citiem priekšmetiem, tāpēc izmantoju izdevību un sāku mācīties Personal Audio Box, lai aizstātu visas trīs vintage "milžu" funkcijas.

Šķiet, ka Raspberry Pi3B+ ir labākā izvēle šādu iemeslu dēļ:

• Mazs formas faktors un zems enerģijas patēriņš;
• Audio PCM izeja ar pieņemamu kvalitāti;
• Pieejamība Mopidy, paplašināms mūzikas serveris, kas īsteno mpd protokolu;
• Augsta avotu integrācija: vietējā mūzika, CDROM, radio straumes, Spotify, Tunein utt.

Integrējot to ar dažiem citiem komponentiem, es varēju izveidot pilnīgu un bezgalvu sistēmu, kas spēj atskaņot mūziku no kompaktdiskiem, vietējiem failiem, tiešsaistes radio, Spotify atskaņošanas sarakstiem, aplādēm. Un, izmantojot priekšpusi, es tagad varu pārvaldīt visu tā darbību no jebkuras ierīces, kas pievienota LAN (viedtālrunis, dators, planšetdators).

Piegādes

• Aveņu PI3B+
• Vecs DVD korpuss
• CDROM lasītājs
• 5v-5A barošanas avots
• Superkondensatori
• Dažādi komponenti (tranzistori, LED, relejs, Op-Amp): skatiet projekta informāciju

1. darbība: detaļu korpuss un izkārtojums

Pirmā problēma, ar kuru es saskāros, bija izvēlēties un atrast piemērotu lietu. Neko neatrodot mājās, es atradu šo lēto DVD atskaņotāju vietnē Amazon par dažiem dolāriem, taču kaut kas līdzīgs būs pietiekami labs. Korpusam ir šādi izmēri: 27 cm x 20 cm x 3,5 cm.

Es pilnībā noņemu visu saturu, paturot tikai mazo tāfelīti priekšējā gaismas diodes, barošanas pogas un USB ieejas pārvaldīšanai. Tad es plānoju jauno komponentu iekšējo izkārtojumu (skat. Attēlu).

2. darbība: audio stereo sensoru slēdzis

Kāpēc automātiskais audio slēdzis? Nepieciešamība rodas no tā, ka es bieži klausos TV, izmantojot HiFi pastiprinātāju, bet es negribēju katru reizi atlasīt pastiprinātāja avota slēdzi. Izmantojot šo shēmu, pastiprinātāja ieeja vienmēr ir vienāda, un avotu automātiski izvēlas audio stereo sensoru slēdzis.

Shēma ir tieša. Kad PAB netiek atskaņots, HiFi audio avots nāk no televizora. Ja atskaņo PAB, relejs izvēlas audio no Raspberry.

3. darbība: superkondensatoru kaste

Kā zināms, pēkšņs aveņu barošanas pārtraukums izraisa tūlītēju strāvas padeves pārtraukšanu, neizpildot izslēgšanas procedūru, riskējot apdraudēt operētājsistēmu un līdz ar to tās kopējo funkcionalitāti. Superkondensators atšķiras no tradicionālā kondensatora ar divām būtiskām īpašībām: tā plāksnēm patiesībā ir lielāka platība, un attālums starp tām ir daudz mazāks, jo ievietotais izolators darbojas citādi nekā parastais dielektriķis. Izmantojot šīs metodes, var izgatavot ļoti lielas ietilpības (vairāku desmitu Faradu secībā) kondensatorus, saglabājot nelielus izmērus. Tāpēc ideja ir izveidot 5v "buferi", izmantojot superkondensatorus, un aktivizēt izslēgšanu, kad tiek atklāts barošanas sprieguma trūkums. Tādā veidā vairs nebūs nepieciešams manuāli iejaukties, lai sāktu izslēgšanu, bet vienkārši noņemiet kontaktdakšu (vai aktivizējiet slēdzi), lai nodrošinātu drošu izslēgšanos.

Atsaucoties uz shēmu, barošanas avots tiek pielietots kreisajā spailē, un Schottky diode novērš strāvas atgriešanos barošanas avotā. Divi 1,2Ω 5W jaudas rezistori paralēli ierobežo superkondensatoru uzlādes strāvu, lai aizsargātu barošanas avotu. Bez šiem rezistoriem maksimālā strāva, kas nepieciešama diviem izlādētiem superkondensatoriem, gandrīz noteikti varētu sabojāt barošanas avotu. Jaudas diodei obligāti jābūt Schottky tipa, lai sērijveidā ar 5V stieni ievadītu minimālu sprieguma kritumu.

Abi superkondensatori ir savienoti virknē, lai to galos nodrošinātu maksimālo spriegumu 5,4 volti (katrs superkondensators ir 10 F, 2,7 V), un abi rezistori paralēli jaudām līdzsvaro uzlādes strāvas un garantē lēnu izlādi, pagriežot avenes. izslēgts. Abi 1KΩ rezistori, kas ir paralēli ieejai, sadala barošanas avota 5V uz pusi, lai iegūtu nepieciešamo signālu, lai noteiktu strāvas padeves pārtraukumu (savienots ar Raspberry GPIO 7). Atšķirībā no mūsdienu litija elementiem, superkondensatori garantē gandrīz bezgalīgu uzlādes un izlādes ciklu skaitu, nezaudējot nekādas īpašības.

Tādējādi ķēde varēs uzturēt aveņu barošanu un darboties tik ilgi, cik nepieciešams, lai veiktu regulāru izslēgšanu. Izslēgšanas procesa sākumu noteiks programma, kas darbojas Raspberry, kas uzraudzīs GPIO 7 statusu, kuram ir pievienots jaudas līmenis. Kad strāvas padeve ir atvienota, GPIO tapa 7 iziet zemā līmenī un izraisa izslēgšanu. Šis ir kods:

#!/usr/bin/env python

importēt RPi. GPIO kā GPIO importēt apakšprocesu GPIO.setmode (GPIO. BCM) # izmantot GPIO numerāciju GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # pin 26 monitori Power Supply # izmantojiet vāju pull_up, lai izveidotu augstu GPIO.setup (INT, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): kamēr True: # iestatiet pārtraukumu uz krītošas malas un gaidiet, kamēr tas notiks GPIO.wait_for_edge (INT, GPIO. FALLING) # vēlreiz pārbaudiet tapas līmeni, ja GPIO.input (INT) == 0: # joprojām ir zems, shutdown Pi subprocess.call (['poweroff'], shell = True, / stdout = subprocess. PIPE, stderr = subprocess. PIPE), ja _name_ == '_main_': galvenais ()

Programma ir jāsaglabā mapē/usr/local/bin/.py un jākonfigurē, lai tā darbotos, kad sākas Raspberry. No veiktajiem testiem abu superkondensatoru ietilpība ir izrādījusies pietiekama, lai nodrošinātu aveņu izslēgšanas laiku. Ja nepieciešams vairāk laika, pietiks, ja paralēli esošajiem ieviesīs divus citus superkondensatorus vai aizstās tos ar diviem lielākas ietilpības.

4. solis: USB portu salikšana un lietošana

Bloku shēmā parādīts, kā savienot vairākas ierīces PAB galvenajā 3 kopnē (+5v, USB un audio stereo).

Ņemiet vērā, ka kompaktdisku lasītāja barošanas avots ir pievienots tieši galvenajam barošanas avotam, izmantojot "Y" kabeli, savukārt audio ieeja nonāk Raspberry. Četri USB aveņu porti ir izmantoti:

• CD lasītājs;
• 250 GB pendrive vietējo mūzikas failu (mp3, m4a, wma, flac uc) glabāšanai;
• 16 GB micro SD karte (ar USB adapteri), lai saglabātu pilnu Raspi SD dublējumkopiju (skatīt zemāk);
• savienojums ar korpusa ārējo USB portu.

Ārējo USB portu var izmantot ārējas mūzikas atskaņošanai vai ārējo ierīču barošanai. Manā gadījumā es baroju ārēju Bluetooth raidītāju, jo esmu atmetis Raspi iekšējo zema diapazona un nestabilitātes dēļ. Ar ārējo Bluetooth es mājās vadu 2 dažādus stereo skaļruņus.

16 GB micro SD karte (ar USB adapteri) satur pilnu Raspberry dublējumu. Es izmantoju rpi-klonu, kas ir izrādījies ļoti labs projekts, kas ļauj iegūt pilnīgu Raspberry dublējumu bez nepieciešamības noņemt iekšējo SD. Esmu daudzkārt nomainījis šo SD ar iekšējo, bez problēmām. Tāpēc es esmu iestatījis cronjob root lietotājam:

#Dublējums sda - katru trešdienas vakaru

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -clone sda -u | pasts - "PAB dublējums SD - darīts"

Pēc tam esmu atkārtoti izmantojis korpusa sākotnējo barošanas pogu, lai izslēgtu un restartētu Raspberry, ievērojot šo rokasgrāmatu:

5. darbība: programmatūra un operētājsistēma

PAB galvenā operētājsistēma ir vienkāršs Raspbian minimums (Debian Buster) ar vairākiem specifiskiem papildinājumiem:

• rpi-klons galvenajai dublēšanai;
• ssmtp, vienkāršs MTA pasta noņemšanai no sistēmas;
• udevil, lai ļautu automātiski pieslēgt USB diskus;
• abcde, lai paņemtu manu CD kolekciju un saspiestu to jebkurā audio formātā;
• mopidy, pilns mūzikas atskaņotāja dēmons ar virkni spraudņu.

Pēc tam esmu uzrakstījis pilnu PAB plānotāja servera lietojumprogrammu, izmantojot python3 un tornado, kuru kods neietilpst šī raksta darbības jomā, taču pēc pieprasījuma varu sniegt norādījumus. Izmantojot plānotāju, varat iestatīt atskaņošanas sarakstus jebkurā diennakts laikā, nošķirot darba dienas no nedēļas nogalēm.

Galvenā programmatūra, kurā darbojas PAB, ir mopidy. Lai instalētu un konfigurētu mopidy (diezgan plašs), lūdzu, skatiet tā dokumentāciju šeit:

Šie ir instalētie spraudņi:

• Mopidijs-Alsamixers
• Mopidy-Internetarchive
• Mopidy-Local-Sqlite
• Mopidy-Podcast
• Mopidy-Scrobbler
• Mopidy-Soundcloud
• Mopidy-Spotify
• Mopidy-Spotify-Tunigo
• Mopidy-Cd
• Mopidija-Īrisa
• Mopidy-Local-Images
• Mopidy-TuneIn

Lai pilnībā kontrolētu PAB, esmu izvēlējies Iris frontend paplašinājumu (skatīt attēlus). Šī ir ļoti spēcīga tīmekļa lietojumprogramma ar šādām funkcijām:

• Pilnīga tīmekļa saskarnes vadība Mopidy
• Uzlabots atbalsts vietējām bibliotēkām (nodrošina Mopidy-Local-Sqlite)
• Pārlūkojiet un pārvaldiet atskaņošanas sarakstus un ierakstus
• Atklājiet jaunu, populāru un saistītu mūziku (nodrošina Spotify)
• Brīvi mitināts

• Integrācija ar:

  • Spotify
  • LastFM
  • Ģēnijs
  • Snapcast
  • Ledus

Tādā veidā es varu brīvi kontrolēt savu mūziku gandrīz no jebkuras vietas (datora, planšetdatora, viedtālruņa).