PAB: 'n Persoonlike klankboks: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Die idee vir hierdie projek is gebore uit die behoefte om die drie groot komponente van die HiFi -stelsel te skraap, wat nou aan die einde van hul lewe gekom het. Boonop het ek meer ruimte in die rak nodig gehad vir ander voorwerpe, en ek het die geleentheid gebruik om by 'n Personal Audio Box te begin studeer om alle funksies van die drie vintage "reuse" te vervang.

Om hierdie redes was 'n Raspberry Pi3B+ die beste keuse:

• Klein vormfaktor en lae kragverbruik;
• 'N Klank -PCM -uitset met aanvaarbare kwaliteit;
• Beskikbaarheid van mopidy, 'n uitbreidbare musiekbediener wat mpd -protokol implementeer;
• Hoë integrasie van bronne: plaaslike musiek, CDROM, radiostrome, Spotify, Tunein, ens.

Deur dit met 'n paar ander komponente te integreer, kon ek 'n volledige en koplose stelsel skep wat musiek vanaf CD's, plaaslike lêers, aanlynradio, Spotify -snitlyste, podcasts kan speel. En deur die gebruik van 'n frontend kan ek nou al die werking daarvan bestuur vanaf enige toestel wat aan die LAN gekoppel is (slimfoon, rekenaar, tablet).

Voorrade

• Framboos PI3B+
• 'N Ou DVD -omhulsel
• CDROM -leser
• 5v-5A kragtoevoer
• Superkapasitors
• Verskeie komponente (transistors, LED, relais, Op-Amp): sien projekbesonderhede

Stap 1: Omhulsel en uitleg van komponente

Die eerste probleem waarmee ek te kampe gehad het, was om 'n geskikte saak te kies en te vind. Omdat ek niks tuis gevind het nie, het ek hierdie goedkoop DVD -speler vir 'n paar dollar op Amazon gevind, maar iets soortgelyks sal goed genoeg wees. Die omhulsel het hierdie afmetings: 27 cm x 20 cm x 3,5 cm.

Ek het al die inhoud heeltemal verwyder en slegs die klein bordjie gehou om die voorste LED, die aan / uit -knoppie en die USB -ingang te bestuur. Toe beplan ek die interne uitleg vir die nuwe komponente (sien prentjie).

Stap 2: Die skakelaar vir stereo -sensering

Waarom 'n outomatiese klankskakelaar? Die behoefte spruit uit die feit dat ek gereeld na die TV luister via die HiFi -versterker, maar ek wou nie elke keer die bronskakelaar op die versterker kies nie. Met hierdie kring is die insette van die versterker altyd dieselfde, en die bron word outomaties deur die Audio Stereo Sensing Switch gekies.

Die skema is reguit vorentoe. As die PAB nie speel nie, kom die klankbron van die HiFi vanaf die TV. As die PAB speel, kies die aflos klank van Framboos.

Stap 3: Die boks met superkapasitors

Soos bekend, veroorsaak 'n skielike onderbreking van die kragtoevoer na die Framboos onmiddellike afskakeling sonder die afskakelingsprosedure, wat die bedryfstelsel en dus die totale funksionaliteit daarvan in gevaar stel. 'N Superkapasitor verskil van 'n tradisionele kondensator in twee wesenlike kenmerke: die plate het eintlik 'n groter oppervlakte en die afstand tussen hulle is baie kleiner, aangesien die tussenliggende isolator anders werk as 'n konvensionele diëlektrikum. Met hierdie tegnieke kan 'n baie hoë kapasiteit (in die orde van 'n paar tientalle Farads) kapasitors gemaak word met behoud van klein afmetings. Die idee is dus om 'n 5v "buffer" via superkapasitors te skep en afskakel te aktiveer wanneer die afwesigheid van die voedingspanning opgespoor word. Op hierdie manier sal dit nie meer nodig wees om handmatig in te gryp om die sluiting te begin nie, maar net die prop te verwyder (of 'n skakelaar te aktiveer) om 'n veilige afsluiting te verseker.

Met verwysing na die skema, word die kragtoevoer toegepas op die linkeraansluiting en die Schottky -diode verhoed dat die stroom na die kragtoevoer terugkeer. Die twee 1.2Ω 5W kragweerstands parallel beperk die laadstroom van die superkapasitors om die kragtoevoer te beskerm. Sonder hierdie weerstande sou die piekstroom wat deur die twee afgevoerde superkapasitors benodig word, sekerlik die kragtoevoer kon beskadig. Die kragdiode moet noodwendig van die Schottky -tipe wees om 'n minimum spanningsval in serie met die 5V -balk in te voeg.

Die twee superkapasitors is in serie gekoppel om 'n maksimum spanning van 5,4 volt aan hul ente te verseker (elke superkapasitor is 10F, 2.7V) en die twee weerstande parallel met die kapasitans balanseer die laaistrome en verseker 'n stadige ontlading wanneer die Framboos gedraai word af. Die twee 1KΩ -weerstande parallel met die ingang verdeel die 5V van die kragtoevoer in die helfte om die nodige sein te neem om kragonderbreking op te spoor (gekoppel aan Framboos GPIO 7). Anders as moderne litiumselle, waarborg superkapasitors 'n byna oneindige aantal laai- en ontladingsiklusse, sonder om enige eienskappe te verloor.

Die kring kan die framboos dus aan die gang hou en funksioneer vir die tyd wat nodig is om gereeld af te skakel. Die begin van die afsluitingsproses word opgespoor deur 'n program wat op die Framboos loop en die status van die GPIO 7 sal monitor waaraan die kragvlak gekoppel is. As die krag ontkoppel word, gaan die GPIO -pen 7 op 'n lae vlak verby en veroorsaak die stilstand. Dit is die kode:

#!/usr/bin/env python

voer RPi. GPIO in as GPIO invoer subproses GPIO.setmode (GPIO. BCM) # gebruik GPIO -nommering GPIO.setwarnings (Onwaar) INT = 7 # pin 26 monitors Power Supply # gebruik 'n swak pull_up om 'n hoë GPIO.setup (INT, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): terwyl True: # stel 'n onderbreking op 'n dalende rand en wag totdat dit gebeur GPIO.wait_for_edge (INT, GPIO. FALLING) # kyk weer na die penvlak as GPIO.input (INT) == 0: # nog laag, afsluiting Pi subprocess.call (['poweroff'], shell = True, / stdout = subprocess. PIPE, stderr = subprocess. PIPE) if _name_ == '_main_': hoof ()

Die program moet gestoor word in/usr/local/bin/.py en gekonfigureer word om te werk wanneer die Framboos begin. Uit toetse is bewys dat die kapasiteit van die twee superkapasitors voldoende is om die sluitingstyd van die Framboos te verseker. As meer tyd nodig is, is dit voldoende om twee ander superkapasitors parallel met die bestaande te stel, of te vervang met twee met groter kapasiteit.

Stap 4: Montage en gebruik van USB -poorte

Die blokskema toon hoe u die verskillende toestelle vir PAB op die hoofbus 3 (+5v, USB en klankstereo) kan koppel.

Let daarop dat die kragtoevoer van die CD -leser direk via die "Y" -kabel aan die hoofvoeding gekoppel is, terwyl die klankinvoer na die Framboos gaan. Die vier USB Framboos -poorte is gebruik vir:

• CD -leser;
• 'n pendrive van 250 GB om plaaslike musieklêers op te slaan (mp3, m4a, wma, flac, ens.);
• 'n 16 GB mikro-SD-kaart (met USB-adapter) om die volledige rugsteun van die hoof Raspi SD op te slaan (sien hieronder);
• 'n verbinding met die eksterne USB -poort op die saak.

Die eksterne USB -poort kan gebruik word om eksterne musiek te speel of om eksterne toestelle aan te dryf. In my geval dryf ek 'n eksterne Bluetooth -sender aan, aangesien ek die interne Raspi weggegooi het weens 'n lae reikafstand en onstabiliteit. Met die eksterne bluetooth ry ek twee verskillende stereoluidsprekers tuis.

Die 16 GB mikro -SD -kaart (met USB -adapter) bevat 'n volledige Framboos -rugsteun. Ek gebruik rpi-kloon, wat blykbaar 'n baie goeie projek is wat 'n volledige rugsteun van die framboos moontlik maak sonder om die interne SD te verwyder. Ek het hierdie SD baie keer met die interne een verruil, sonder enige probleem. Ek het dus 'n cronjob vir root -gebruiker opgestel:

#Rugsteun op sda - elke Woensdagaand

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -kloon sda -u | pos "PAB -rugsteun op SD - klaar"

Ek het die oorspronklike aan/uit-knoppie in die omhulsel dan weer gebruik om die framboos af te sluit en weer te begin, volgens hierdie gids:

Stap 5: Sagteware en bedryfstelsel

Die belangrikste bedryfstelsel van PAB is 'n gewone Raspbian minimal (Debian Buster) met verskeie spesifieke toevoegings:

• rpi-kloon vir hoof rugsteun;
• ssmtp, 'n eenvoudige MTA om pos van die stelsel af te haal;
• udevil, om outomatiese USB -skyfies toe te laat;
• abcde, om my CD -versameling te gryp en dit in enige klankformaat saam te druk;
• mopidy, 'n volledige Music Player Daemon met 'n klomp inproppe.

Ek het toe 'n volledige PAB Scheduler -bedienertoepassing geskryf met behulp van python3 en tornado, waarvan die kode buite die omvang van hierdie artikel val, maar ek kan op aanvraag instruksies gee. Met die planner kan u snitlyste opstel vir enige tyd van u dag, wat weeksdae van naweke onderskei.

Die belangrikste sagteware met PAB is mopidy. Raadpleeg die dokumentasie hier vir die installering en konfigurasie van mopidy (redelik uitgebreid):

Dit is die geïnstalleerde inproppe:

• Mopidy-Alsamixer
• Mopidy-internetargief
• Mopidy-Local-Sqlite
• Mopidy-podcast
• Mopidy-Scrobbler
• Mopidy-Soundcloud
• Mopidy-Spotify
• Mopidy-Spotify-Tunigo
• Mopidy-Cd
• Mopidy-Iris
• Mopidy-Local-Images
• Mopidy-TuneIn

Om die volle beheer van PAB te verkry, het ek die Iris -voorkant -uitbreiding gekies (sien foto's). Dit is 'n baie kragtige webtoepassing met die volgende funksies:

• Volledige webgebaseerde koppelvlakkontroles vir Mopidy
• Verbeterde ondersteuning vir plaaslike biblioteke (aangedryf deur Mopidy-Local-Sqlite)
• Blaai deur en bestuur snitlyste en snitte
• Ontdek nuwe, gewilde en verwante musiek (aangedryf deur Spotify)
• Vrylik aangebied

• Integrasie met:

  • Spotify
  • Laaste FM
  • Genie
  • Snapcast
  • Yskas

Op hierdie manier is ek vry om my musiek van byna oral te beheer (rekenaar, tablet, slimfoon).