PAB: një kuti audio personale: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Ideja për këtë projekt lindi nga nevoja për të copëtuar tre përbërësit e mëdhenj të sistemit HiFi, i cili tani kishte arritur në fund të jetës së tyre. Përveç kësaj, më duhej më shumë hapësirë në raft për objekte të tjera, kështu që shfrytëzova rastin për të filluar studimin në një kuti audio personale për të zëvendësuar të gjitha funksionet e tre "gjigantëve" të cilësisë së mirë.

Një Raspberry Pi3B+ dukej të ishte zgjidhja më e mirë për këto arsye:

• Faktor i vogël në formë dhe konsum i ulët i energjisë;
• Një dalje audio PCM me cilësi të pranueshme;
• Disponueshmëria e mopidy, një server muzikor i zgjerueshëm që zbaton protokollin mpd;
• Integrim i lartë i burimeve: muzikë lokale, CDROM, transmetime radio, Spotify, Tunein, etj.

Duke e integruar atë me disa përbërës të tjerë, unë arrita të krijoj një sistem të plotë dhe pa kokë, të aftë për të luajtur muzikë nga CD, skedarë lokalë, radio në internet, lista për luajtje Spotify, podcast. Dhe përmes përdorimit të një frontend, tani mund të menaxhoj të gjithë funksionimin e tij nga çdo pajisje e lidhur me LAN (smartphone, kompjuter, tabletë).

Furnizimet

• Mjedër PI3B+
• Një kuti e vjetër DVD
• Lexues CDROM
• Furnizimi me energji 5v-5A
• Superkapacitoret
• Komponentë të ndryshëm (transistorë, LED, stafetë, Op-Amp): shihni detajet e projektit

Hapi 1: Rasti dhe paraqitja e përbërësve

Problemi i parë me të cilin u ballafaqua ishte zgjedhja dhe gjetja e një rasti të përshtatshëm. Duke mos gjetur asgjë në shtëpi, gjeta këtë DVD player të lirë në Amazon për disa dollarë, por çdo gjë e ngjashme do të jetë mjaft e mirë. Rasti ka këto dimensione: 27cm x 20cm x 3.5cm.

Hoqa plotësisht të gjithë përmbajtjen, duke mbajtur vetëm tabelën e vogël për të menaxhuar LED -in e përparme, butonin e energjisë dhe hyrjen USB. Pastaj kam planifikuar paraqitjen e brendshme për përbërësit e rinj (shiko figurën).

Hapi 2: Ndërprerësi i Audio Stereo Sensing

Pse një ndërprerës automatik audio? Nevoja lind nga fakti që unë shpesh dëgjoj TV përmes përforcuesit HiFi, por nuk doja të zgjidhja çelësin e burimit në amplifikator çdo herë. Me këtë qark, hyrja e amplifikatorit është gjithmonë e njëjtë, dhe burimi zgjidhet automatikisht nga Ndërprerësi Audio Stereo Sensing.

Skema është drejtpërdrejt përpara. Kur PAB nuk luan, burimi audio në HiFi vjen nga TV. Nëse PAB luan, stafeta zgjedh audio nga Raspberry.

Hapi 3: Kutia e Super-Kondensatorëve

Siç dihet, një ndërprerje e papritur e furnizimit me energji të Mjedrës shkakton fikjen e menjëhershme të energjisë pa ekzekutimin e procedurës së mbylljes, duke rrezikuar të komprometojë sistemin operativ dhe për këtë arsye funksionalitetin e tij të përgjithshëm. Një superkondensator ndryshon nga një kondensator tradicional në dy karakteristika thelbësore: pllakat e tij në të vërtetë kanë një zonë më të madhe dhe distanca midis tyre është shumë më e vogël, pasi izolatori i ndërfutur funksionon ndryshe nga një dielektrik konvencional. Me këto teknika, mund të bëhen kondensatorë me kapacitet shumë të lartë (në rendin e disa dhjetëra Faradëve) duke ruajtur dimensione të vogla. Prandaj, ideja është të krijoni një "tampon" 5v përmes superkapensatorëve dhe të aktivizoni mbylljen kur zbulohet mungesa e tensionit të furnizimit. Në këtë mënyrë, nuk do të jetë më e nevojshme të ndërhyni me dorë për të nisur mbylljen, por thjesht hiqni spinën (ose aktivizoni një ndërprerës) për të siguruar një mbyllje të sigurt.

Referuar skemës, furnizimi me energji elektrike aplikohet në terminalin e majtë dhe dioda Schottky parandalon çdo kthim të rrymës në furnizimin me energji. Dy rezistencat e fuqisë 1.2Ω 5W paralelisht kufizojnë rrymën e ngarkimit të superkapensatorëve, për të mbrojtur furnizimin me energji. Pa këto rezistenca, rryma maksimale e kërkuar nga dy superkapensatorët e shkarkuar me siguri do të jetë në gjendje të dëmtojë furnizimin me energji elektrike. Dioda e energjisë duhet domosdoshmërisht të jetë e tipit Schottky në mënyrë që të futet një rënie minimale e tensionit në seri me shiritin 5V.

Të dy superkapacitorët janë të lidhur në seri për të siguruar një tension maksimal prej 5.4 volt në skajet e tyre (secili superkapacitor është 10F, 2.7V) dhe dy rezistorët paralelisht me kapacitetet balancojnë rrymat e karikimit dhe garantojnë një shkarkim të ngadaltë kur Mjedra të kthehet fikur Dy rezistencat 1KΩ paralel me hyrjen ndajnë 5V të furnizimit me energji në gjysmë për të marrë sinjalin e nevojshëm për të zbuluar ndërprerjen e energjisë (e lidhur me Raspberry GPIO 7). Ndryshe nga qelizat moderne të litiumit, superkondensatorët garantojnë një numër pothuajse të pafund të cikleve të ngarkimit dhe shkarkimit, pa humbur asnjë karakteristikë.

Prandaj qarku do të jetë në gjendje të mbajë Raspberry të funksionuar dhe të funksionojë për kohën e nevojshme për të kryer një mbyllje të rregullt. Fillimi i procesit të mbylljes do të zbulohet nga një program që funksionon në Raspberry i cili do të monitorojë statusin e GPIO 7, me të cilin është i lidhur niveli i fuqisë. Kur energjia është shkëputur, kunja GPIO 7 kalon në një nivel të ulët dhe shkakton mbylljen. Ky është kodi:

#!/usr/bin/env python

import RPi. GPIO si GPIO nënproces import GPIO.setmode (GPIO. BCM) # përdor numërimin GPIO GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # pin 26 monitoron Furnizimin me energji # përdorni një pull_up të dobët për të krijuar një GPIO.setup të lartë (INT, GPIO. IN, pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): ndërsa True: # vendosni një ndërprerje në skajin që bie dhe prisni që të ndodhë GPIO.wait_for_edge (INT, GPIO. FALLING) # kontrolloni përsëri nivelin e kunjit nëse GPIO.input (INT) == 0: # ende i ulët, mbyllja Pi nënprocesi.call (['poweroff'], shell = True, / stdout = subprocess. PIPE, stderr = subprocess. PIPE) nëse _name_ == '_main_': kryesore ()

Programi duhet të ruhet në/usr/local/bin/.py dhe të konfigurohet të funksionojë kur të fillojë Raspberry. Nga testet e kryera, kapacitetet e dy superkapensatorëve janë dëshmuar të jenë të mjaftueshme për të siguruar kohën e mbylljes për Mjedrën. Nëse nevojitet më shumë kohë, do të jetë e mjaftueshme që të futni dy superkapensatorë të tjerë paralelisht me ato ekzistues, ose t'i zëvendësoni me dy me kapacitet më të madh.

Hapi 4: Montimi dhe Përdorimi i Porteve USB

Skema e Bllokut tregon se si të lidhni disa pajisje për PAB në autobusin kryesor 3 (+5v, USB dhe stereo audio).

Vini re se furnizimi me energji i lexuesit të CD -së është lidhur direkt me Furnizuesin kryesor të Energjisë përmes një kablloje "Y", ndërsa hyrja audio shkon në Mjedër. Katër portat USB Raspberry janë përdorur për:

• CD lexues;
• një kapacitet prej 250 GB për të ruajtur skedarët muzikorë lokalë (mp3, m4a, wma, flac, etj.);
• një kartë mikro SD 16 GB (me përshtatës USB) për të ruajtur kopjen rezervë të plotë të Raspi SD kryesore (shiko më poshtë);
• një lidhje me portën e jashtme USB në kasë.

Porta e jashtme USB mund të përdoret për të luajtur muzikë të jashtme ose për të fuqizuar pajisjet e jashtme. Në rastin tim, unë po fuqizoj një transmetues të jashtëm Bluetooth pasi kam hequr atë të brendshëm të Raspi për shkak të gamës së ulët dhe paqëndrueshmërisë. Me bluetooth -in e jashtëm po drejtoj 2 altoparlantë stereo të ndryshëm në shtëpi.

Karta micro SD 16 GB (me përshtatës USB) mban një kopje rezervë të plotë të mjedrës. Unë jam duke përdorur rpi-klon, i cili është zbuluar se është një projekt shumë i mirë që lejon të keni një kopje rezervë të plotë të mjedrës pa pasur nevojë të hiqni SD-në e brendshme. Unë e kam ndërruar shumë herë këtë SD me atë të brendshme, pa asnjë problem. Kështu që unë kam konfiguruar një cronjob për përdoruesin rrënjë:

#Rikthim në sda - çdo natë të Mërkure

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -klon sda -u | mail -s "Rezervimi PAB në SD - i kryer"

Unë pastaj kam ripërdorur butonin origjinal të energjisë në kuti për të fikur dhe rifilluar Raspberry, duke ndjekur këtë udhëzues:

Hapi 5: Softueri dhe sistemi operativ

Sistemi kryesor operativ i PAB është një minimum Raspbian minimal (Debian Buster) me disa shtesa specifike:

• rpi-klon për rezervimin kryesor;
• ssmtp, një MTA e thjeshtë për të hequr postën nga sistemi;
• udevil, për të lejuar numërimin automatik të disqeve USB;
• abcde, për të rrëmbyer koleksionin tim të CD dhe për ta ngjeshur atë në çdo format audio;
• mopidy, një Daemon i plotë i muzikantit me një mori shtojcash.

Unë atëherë kam shkruar një aplikacion të plotë të serverit PAB Scheduler duke përdorur python3 dhe tornado, kodi i të cilit është jashtë fushëveprimit të këtij artikulli, por mund të jap udhëzime sipas kërkesës. Me Scheduler ju mund të konfiguroni listat e dëgjimit për çdo kohë të ditës tuaj, duke i dalluar ditët e javës nga fundjavat.

Softueri kryesor që funksionon PAB është mopidia. Për instalimin dhe konfigurimin e mopidisë (mjaft të gjerë) ju lutemi referojuni dokumentacionit të tij këtu:

Këto janë shtojcat e instaluara:

• 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

Për të marrë kontrollin e plotë të PAB, unë kam zgjedhur shtrirjen e përparme të Iris (shiko fotografitë). Ky është një aplikacion në internet shumë i fuqishëm me karakteristikat e mëposhtme:

• Kontrolle të plota të ndërfaqes të bazuara në ueb për Mopidy
• Mbështetje e përmirësuar për bibliotekat lokale (mundësuar nga Mopidy-Local-Sqlite)
• Shfletoni dhe menaxhoni listat e dëgjimit dhe këngët
• Zbuloni muzikë të re, të njohur dhe të lidhur (mundësuar nga Spotify)
• Pritet lirisht

• Integrimi me:

  • Spotify
  • LastFM
  • Gjenial
  • Transmetim Snapcast
  • I akullt

Në këtë mënyrë, unë jam i lirë të kontrolloj muzikën time nga pothuajse kudo (kompjuter, tabletë, smartphone).