Odtwarzacz sieciowy audio dla NanoPi

Odtwarzacz sieciowy audio dla NanoPi

Nie tylko Raspberry Pi nadaje się na odtwarzacz sieciowy audio. Na rynku SBC pojawiło się sporo płytek stanowiących alternatywę – wśród nich jest NanoPi Neo2 opracowany przez FriendlyElec,  pokazany na fotografii 1. Dzięki niewielkim rozmiarom 40×40 mm, wbudowanemu interfejsowi Ethernet i USB, NanoPi z dodatkową płytką przetwornika DAC, może zostać wbudowane do istniejącego zestawu audio, uzupełniając jego funkcjonalność o możliwość odtwarzania plików lub radia internetowego.

Podstawowe parametry:
  • możliwość odtwarzania plików lub radia internetowego,
  • przetwornik DAC audio typu PCM5100A (do 32-bit, 384 kHz),
  • nietypowy kształt płytki pozwala uzyskać zwartą konstrukcję gotowego urządzenia.
Fotografia 1. Komputerek SBC NanoPI Neo2

Tytułowy odtwarzacz sieciowy powstał z połączenia komputerka NanoPi Neo2 z opisanym poniżej modułem przetwornika DAC audio, dostosowanym mechanicznie do płytki komputearka. Natomiast cały ciężar właściwej funkcjonalności urządzenia spoczywa na oprogramowaniu.

Budowa i działanie

Schemat ideowy modułu został pokazany na rysunku 1. Wyjściowy sygnał I2S ze złącza GPIO NanoPI, poprzez rezystory dopasowujące R3...R5 doprowadzony jest do układu U1 typu PCM5100A. Ma on zintegrowany przetwornik DAC, układ PLL odtwarzający sygnał MCLK z BLCK, wyjściowe filtry i stopnie analogowe wraz z ich przetwornicą zasilającą – czyli wszystko co wymagane jest do budowy przetwornika audio. Sygnał analogowy po filtracji w obwodach z elementami R1, R2, C7, C8 dostępny jest na złączu OUT typu Mini Jack 3,5 mm oraz dodatkowo na złączu OUT1 typu PH2.

Rysunek 1. Schemat modułu

Układ przetwornika zasilany jest z niskoszumnego stabilizatora LDO U2 typu ADP122, napięciem 3,3 V. Zasilanie toru analogowego filtrowane jest dodatkowo przez obwód FB1, C6, CE2. Na złącze UART wyprowadzony jest port szeregowy służący zdalnemu zarządzaniu przez SSH. Standard napięciowy portu to 3,3 V o czym należy pamiętać podczas użytkowania.

Montaż i uruchomienie

Układ mieści się na dwustronnej płytce PCB, której schemat został pokazany na rysunku 2. Dzięki frezowaniu nadającemu płytce nietypowy kształt, nie są konieczne niestandardowe, przedłużane złącza GPIO, a sama konstrukcja jest nieco niższa. Sposób montażu jest klasyczny i nie wymaga szczegółowego opisu. Zmontowany moduł został pokazany na fotografii 2.

Rysunek 2. Schemat płytki PCB wraz z rozmieszczeniem elementów
Fotografia 2. Zmontowany moduł

Prawidłowo zmontowany DAC nie wymaga uruchamiania. Przed sprawdzeniem działania, konieczna jest instalacja systemu operacyjnego, z obrazu pobranego ze strony producenta:

http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi_NEO2nanopi-neo2_sd_friendlycore-xenial_4.14_arm64_20191219.img

Po instalacji warto sprawdzić dostępność aktualizacji poleceniem:

sudo apt-get update sudo apt-get upgrade sudo apt-get install

Następnie konieczne jest skonfigurowanie systemu narzędziem:

sudo npi-config

W zakładce Advanced Options (6) załączamy obsługę I2S (A7). Po restarcie systemu poleceniem:

sudo aplay –l

sprawdzamy obecność drivera przetwornika I2S:

card 4: I2Smaster [I2S-master], device 0: 1c22000.i2s-pcm5102a-hifi pcm5102a-hifi-0 [] Subdevices: 1/1 Subdevice #0: subdevice #0

Po podłączeniu urządzenia do wzmacniacza audio, wykonujemy test odtwarzania:

aplay /root/Music/test.wav -D plughw:4

warto zainstalować odtwarzacz mpg123 oraz ogg123 z pakietu vorbis-tools przydatny do odtwarzania radia internetowego:

sudo apt-get install mpg123 sudo apt-get install vorbis-tools

Dla sprawdzenia streamingu wpisujemy następujące polecenia (oczywiście można zmienić adres na swoją ulubioną rozgłośnię):

mpg123 http://stream.radiobaobab.pl:8000/radiobaobab.mp3

lub

ogg123 -d alsa http://stream.radiobaobab.pl:8000/radiobaobab.ogg

W katalogu użytkownika dla próby zakładamy podkatalog Music i wgrywamy do niego kilka plików mp3.
Poleceniem:

mpg123 -z *.*

zostaną one odtworzone w losowej kolejności – czyli „samograj” gotowy jest do działania. Warto jeszcze zainstalować pakiet samba:

sudo apt-get install samba

i po konfiguracji udostępnić katalog Music użytkownikowi dla odczytu i zapisu w sieci lokalnej, co ułatwi zarządzania plikami muzycznymi lub zainstalować mpd i odpowiedniego klienta.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:
Rezystory: (SMD0603, 1%)
  • R1, R2: 470 Ω
  • R3…R5 47 Ω
Kondensatory:
  • C1, C2, C5, C6: 0,1 μF SMD0603
  • C7, C8: 2,2 nF SMD0603
  • C9, C10: 1 μF SMD0603
  • CE1, CE2, CE4: 10 μF/6,3 V tantalowy
  • SMD3216
  • CE3: 47 μF/10 V tantalowy SMD3528
Półprzewodniki:
  • D1: 4001 SMB
  • U1: PCM5100A (SSOP20)
  • U2: ADP122AUJZ-3.3 (SOT-23-5)
Inne:
  • FB1: dławik ferrytowy 600 Ω/150 mA SMD0603
  • OUT: gniazdo Jack 3,5 mm stereo FC68133
  • OUT1: złącze JST PH3 2 mm proste
  • UART: złącze SIP3 2,54 mm
  • SBC: złącza SIP żeńskie 2×12 + 1×12 + 1×8
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
lipiec 2021
DO POBRANIA
Materiały dodatkowe

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2022

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio maj - czerwiec 2022

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2022

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2022

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2022

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów