wersja mobilna | kontakt z nami

Moduł audio DAC dla Raspberry PI z wyjsciami I²S i S/PDIF

Numer: Maj/2016

W większości aplikacji multimedialnych Raspberry PI dobrze jest mieć dwa rodzaje wyjść sygnału audio: analogowe i cyfrowe. Ułatwia to elastyczne dołączenie do domowego systemu AV. Nie są dostępne takie rozwiązania komercyjne, każdorazowo trzeba składać HAT DAC i S/PDIF, co niepotrzebnie podnosi koszty. Przedstawione rozwiązanie integruje oba układy na jednej płytce i jest zgodne z dostępnym oprogramowaniem.

Pobierz PDFMateriały dodatkowe

Rysunek 1. Schemat ideowy modułu przetwornika dla Raspberry PI

Schemat ideowy przetwornika Combo DAC pokazano na rysunku 1. Wyjściowy sygnał I²S ze złącza GPIO poprzez rezystor dopasowujący RP2 jest doprowadzony do nadajnika/odbiornika S/PDIF typu WM8804 (U1) oraz do układu przetwornika C/A typu PCM5102A. Oba układy są dobrze znane, więc opis działania zostanie pominięty.

Układ PCM5102A ma zintegrowany przetwornik C/A, pętlę PLL odtwarzającą sygnał MCLK z BLCK, wyjściowe filtry i stopnie analogowe wraz z ich przetwornicą zasilającą, czyli wszystko, co jest wymagane w takiej aplikacji. Dzięki temu może korzystać z sygnału I²S równolegle do WM8804 bez dodatkowych obwodów. Układ WM8804 jest konfigurowany za pomocą interfejsu I²C.

Po odfiltrowaniu za pomocą filtrów RC złożonych z rezystorów R4, R5 i kondensatorów C12, C13 jest dostępny na złączu OUT (mini Jack 3,5 mm) oraz OUTA typu SIP3. Sygnał cyfrowy S/PDIF jest dostępny na złączu RCA S/PDIF oraz "SPDIFA" typu SIP2. Powielenie złącz ułatwia okablowanie w aplikacjach wbudowanych.

Zasilanie toru analogowego, cyfrowego i pompy ładunkowej jest rozdzielone i filtrowane przez osobne obwody LC dla zmniejszenia poziomu zaburzeń. Moduł jest zasilany jest z niskoszumnego stabilizatora LDO (U4). Układ typu MCP100T3.0 (U2) zapewnia sygnał zerowania dla WM8804.

Dodatkowe złącze śrubowe PWR umożliwia zasilanie z zewnętrznego zasilacza o zwiększonej wydajności prądowej, zarówno Combo DAC, jak i Raspberry PI z pominięciem gniazda MicroUSB. Gniazdo USB zapewnia zasilanie dla zewnętrznego Huba USB lub konwertera USB/SATA często wykorzystywanego w aplikacjach multimedialnych.

Rysunek 2. Schemat montażowy modułu przetwornika dla Raspberry PI

Moduł zmontowano jest a niewielkiej, dwustronnej płytce drukowanej. Sposób montażu jest typowy i nie wymaga opisywania. Rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 2. Prawidłowo zmontowany moduł nie wymaga uruchamiania. Konieczne jest jedynie skonfigurowanie systemu operacyjnego. Najlepszym wyborem jest Raspbian, ponieważ ma wbudowaną obsługę programową (zgodną z Hifi-Berry-Digi).

Aby skonfigurować naszego Raspberry PI pracującego pod kontrolą Raspbiana do współpracy z przetwornikiem Combo DAC należy wykonać następujące czynności. Po pierwsze, na wszelki wypadek należy zaktualizować system:

sudo rpi-update
sync
sudo reboot

Następnie należy usunąć z pliku /etc/ modprobe.d/raspi-blacklist.conf linie:

blacklist i2c-bcm2708
blacklist snd-soc-pcm512x
blacklist snd-soc-wm8804

Teraz należy załączyć obsługę przetwornika dodając wpisy w pliku /etc/modules:

snd_soc_bcm2708
bcm2708_dmaengine
snd_soc_hifiberry_digi

Skonfigurować ALSA tworząc plik /etc/ asound.conf z zawartością:

pcm.!default {
type hw card 0
}
ctl.!default {
type hw card 0
}

Następnie należy zrestartować PI. Po uruchomieniu warto sprawdzić poprawność konfiguracji poleceniem:

sudo aplay –l.

Przetwornik powinien pojawić się na liście dostępnych urządzeń odtwarzających:

**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: sndrpihifiberry [snd_rpi_hifiberry_dac], device 0: HifiBerry DAC HiFi pcm5102a-hifi-0 []
Subdevices: 1/1
Subdevice #0: subdevice #0.

Do odtwarzanie plików muzycznych można użyć dowolnego odtwarzacza, np. LXMusic Player, Aqualung itp.

Adam Tatuś, EP

Pozostałe artykuły

Moduł wzmacniacza mocy z LM3886

Numer: Wrzesień/2016

Moduł monofonicznej końcówki mocy, opartej na aplikacji układu LM3886. Cieszy się on bardzo dużą popularnością oraz niezłą opinią nawet wśród audiofilów, którzy są "przesadnie uczuleni na wszystko, co scalone".

Miniaturowy wzmacniacz mocy 2×1 W/8 Ohm

Numer: Wrzesień/2016

Niewielki, zasilany akumulatorem wzmacniacz mocy, który przyda się do zastosowań "mobilnych".

Sterownik silnika krokowego z opcją mikrokroku

Numer: Wrzesień/2016

Rozwój aplikacji łączących elektronikę i mechanikę wymusił na producentach opracowanie odpowiednich układów sterujących, a duet L297/L293 odchodzi zasłużenie do historii, ustępując miejsca energooszczędnym i bardziej rozbudowanym oraz co najważniejsze zajmującym minimalną ilość miejsca nowoczesnym rozwiązaniom. Przykładem może być oferowany przez TI układ DRV8825.

Centralka alarmowa współpracująca z czujnikiem ruchu

Numer: Sierpień/2016

Gdy zajdzie potrzeba zabezpieczenia pomieszczenia alarmem, to zamiast stosowania czujników otwarcia, kontaktronów czy barier optycznych, łatwiej użyć popularnego czujnika ruchu ogarniającego zasięgiem całe pomieszczenie. Jednak, aby powstał system alarmowy, potrzebna jest jeszcze centralka, która umożliwi uzbrajanie alarmu, rozbrajanie i zapewni sygnalizację.

Uniwersalny, 2-kanałowy moduł przekaźnikowy

Numer: Sierpień/2016

Nieskomplikowany moduł wykonawczy, który umożliwia przełączanie, na przykład, napięcia sieci energetycznej sygnałem z płytki z mikrokontrolerem lub układem czasowym.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Wrzesień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym