PAB: جعبه صوتی شخصی: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

ایده این پروژه از نیاز به تراشیدن سه جزء بزرگ سیستم HiFi ، که اکنون به پایان عمر خود رسیده بودند ، ناشی شد. علاوه بر این ، من به فضای بیشتری در قفسه برای سایر اشیاء نیاز داشتم ، بنابراین از این فرصت استفاده کردم و مطالعه را در جعبه صوتی شخصی شروع کردم تا همه عملکردهای سه "غول" قدیمی را جایگزین کند.

به نظر می رسد Raspberry Pi3B+ بهترین انتخاب باشد به دلایل زیر:

• شکل کوچک و مصرف برق کم ؛
• خروجی PCM صوتی با کیفیت قابل قبول ؛
• در دسترس بودن mopidy ، یک سرور موسیقی قابل توسعه که پروتکل mpd را اجرا می کند.
• ادغام زیاد منابع: موسیقی محلی ، CDROM ، جریانهای رادیویی ، Spotify ، Tunein و غیره

با ترکیب آن با چند جزء دیگر ، من توانستم یک سیستم کامل و بدون سر ایجاد کنم که قادر به پخش موسیقی از سی دی ، فایل های محلی ، رادیو آنلاین ، لیست پخش Spotify ، پادکست ها باشد. و با استفاده از یک frontend ، اکنون می توانم تمام عملکرد آن را از هر دستگاه متصل به LAN (تلفن هوشمند ، رایانه ، رایانه لوحی) مدیریت کنم.

تدارکات

• تمشک PI3B+
• یک کیف دی وی دی قدیمی
• خواننده CDROM
• منبع تغذیه 5v-5A
• ابرخازنها
• اجزای مختلف (ترانزیستورها ، LED ، رله ، Op-Amp): جزئیات پروژه را ببینید

مرحله 1: مورد و چیدمان اجزاء

اولین مشکلی که با آن روبرو شدم انتخاب و یافتن یک مورد مناسب بود. با یافتن چیزی در خانه ، این دستگاه پخش DVD ارزان را در آمازون با چند دلار پیدا کردم ، اما هر چیزی مشابه آن به اندازه کافی خوب خواهد بود. ابعاد بدنه این است: 27cm x 20cm x 3.5cm.

من تمام محتوا را به طور کامل حذف کردم ، فقط برد کوچک را برای مدیریت LED جلویی ، دکمه پاور و ورودی USB نگه داشتم. سپس طرح داخلی را برای اجزای جدید برنامه ریزی کردم (تصویر را ببینید).

مرحله 2: سوئیچ حسگر استریو صدا

چرا سوئیچ خودکار صدا؟ این نیاز از آنجا ناشی می شود که من اغلب از طریق تقویت کننده HiFi به تلویزیون گوش می دهم ، اما نمی خواستم هر بار کلید منبع تقویت کننده را انتخاب کنم. با استفاده از این مدار ، ورودی تقویت کننده همیشه یکسان است و منبع به طور خودکار توسط سوئیچ حسگر استریو صدا انتخاب می شود.

طرح کلی مستقیم است. وقتی PAB پخش نمی شود ، منبع صوتی HiFi از تلویزیون می آید. اگر PAB پخش شود ، رله صدا را از تمشک انتخاب می کند.

مرحله 3: جعبه Super-Capacitors

همانطور که می دانید ، قطع ناگهانی منبع تغذیه رزبری باعث خاموش شدن فوری بدون اجرای روش خاموش شدن می شود و سیستم عامل و در نتیجه عملکرد کلی آن را به خطر می اندازد. ابرخازن در دو ویژگی اساسی با خازن سنتی متفاوت است: صفحات آن در واقع دارای مساحت بزرگتری هستند و فاصله بین آنها بسیار کمتر است ، زیرا عایق درون سازه متفاوت از یک دی الکتریک معمولی عمل می کند. با استفاده از این تکنیک ها ، می توان با حفظ ابعاد کوچک ، خازن هایی با ظرفیت بسیار بالا (به ترتیب چند ده فاراد) ساخت. بنابراین ایده این است که یک بافر 5 ولت از طریق ابرخازن ها ایجاد کرده و در صورت تشخیص عدم وجود ولتاژ تغذیه ، خاموش شدن را فعال کنید. به این ترتیب ، دیگر نیازی به مداخله دستی برای راه اندازی خاموش شدن نیست ، بلکه برای اطمینان از خاموش شدن ایمن ، فقط دوشاخه را بردارید (یا کلید را فعال کنید).

با اشاره به شماتیک ، منبع تغذیه به پایانه سمت چپ اعمال می شود و دیود Schottky از بازگشت جریان به منبع تغذیه جلوگیری می کند. دو مقاومت 1.2Ω 5W به طور موازی جریان شارژ ابرخازن ها را محدود می کند تا از منبع تغذیه محافظت کند. بدون این مقاومت ها ، حداکثر جریان مورد نیاز دو ابرخازن تخلیه شده به طور قطع می تواند به منبع تغذیه آسیب برساند. دیود قدرت لزوماً باید از نوع Schottky باشد تا بتوان حداقل ولتاژ سری را با نوار 5 ولت وارد کرد.

دو ابرخازن به صورت سری به هم متصل شده اند تا از حداکثر ولتاژ 5.4 ولت در انتهای آنها اطمینان حاصل شود (هر ابرخازن 10F ، 2.7V است) و دو مقاومت به موازات خازن ها جریانهای شارژ را متعادل کرده و هنگام چرخاندن تمشک تخلیه آرام را تضمین می کند. خاموش دو مقاومت 1KΩ موازی ورودی ، 5 ولت منبع تغذیه را به نصف تقسیم می کنند تا سیگنال لازم برای تشخیص قطع برق (متصل به Raspberry GPIO 7) گرفته شود. برخلاف سلولهای لیتیوم مدرن ، ابرخازنها تقریباً بی نهایت چرخه شارژ و تخلیه را بدون از دست دادن هیچ ویژگی تضمین می کنند.

بنابراین مدار می تواند رزبری را در مدت زمان لازم برای خاموش کردن منظم ، فعال و فعال نگه دارد. شروع روند خاموش شدن توسط برنامه ای که روی رزبری اجرا می شود تشخیص داده می شود که وضعیت GPIO 7 را که سطح قدرت به آن متصل است ، کنترل می کند. هنگامی که برق قطع می شود ، پین GPIO 7 در سطح پایینی می گذرد و باعث خاموش شدن دستگاه می شود. این کد است:

#!/usr/bin/env پایتون

وارد کردن RPi. GPIO به عنوان GPIO وارد کردن فرایند GPIO.setmode (GPIO. BCM) # استفاده از شماره گذاری GPIO GPIO.setwarnings (False) INT = 7 # پین 26 مانیتور منبع تغذیه # استفاده از pull_up ضعیف برای ایجاد GPIO.setup بالا (INT ، GPIO. IN، pull_up_down = GPIO. PUD_UP) def main (): while True: # وقفه ای را در لبه در حال سقوط قرار داده و منتظر بمانید تا اتفاق بیفتد. GPIO..input (INT) == 0: # هنوز کم ، خاموش Pi subprocess.call (['poweroff'] ، shell = True ، / stdout = subprocess. PIPE ، stderr = subprocess. PIPE) اگر _name_ == '_main_': اصلی ()

برنامه باید در/usr/local/bin/.py ذخیره شود و پیکربندی شود تا با شروع رزبری اجرا شود. با آزمایش های انجام شده ، ظرفیت های دو خازن فوق العاده برای اطمینان از زمان خاموش شدن رزبری کافی است. در صورت نیاز به زمان بیشتر ، معرفی دو ابرخازن دیگر به موازات موجود یا جایگزینی آنها با دو ظرفیت بیشتر کافی خواهد بود.

مرحله 4: مونتاژ و استفاده از پورت های USB

طرح کلی بلوک نحوه اتصال چندین دستگاه برای PAB در گذرگاه اصلی 3 (+5v ، USB و استریو صوتی) را نشان می دهد.

توجه داشته باشید که منبع تغذیه سی دی خوان مستقیماً از طریق کابل "Y" به منبع تغذیه اصلی وصل شده است ، در حالی که ورودی صدا به رزبری می رود. از چهار پورت USB تمشک برای موارد زیر استفاده شده است:

• سی دی خوان ؛
• ظرفیت 250 گیگابایت برای ذخیره فایلهای موسیقی محلی (mp3 ، m4a ، wma ، flac و غیره) ؛
• یک کارت حافظه micro SD 16 گیگابایتی (با آداپتور USB) برای ذخیره پشتیبان گیری کامل از Raspi SD اصلی (به پایین مراجعه کنید) ؛
• اتصال به پورت USB خارجی در مورد.

از پورت USB خارجی می توان برای پخش موسیقی خارجی یا تغذیه دستگاه های خارجی استفاده کرد. در مورد من ، من یک فرستنده بلوتوث خارجی را تغذیه می کنم زیرا فرستنده داخلی Raspi را به دلیل برد کم و ناپایداری دور انداخته ام. با بلوتوث خارجی ، 2 بلندگوی استریو مختلف را در خانه رانندگی می کنم.

کارت حافظه micro SD 16 گیگابایتی (با آداپتور USB) پشتیبان گیری کامل از تمشک را در خود جای داده است. من از rpi-clone استفاده می کنم ، که نشان می دهد پروژه بسیار خوبی است که به شما امکان می دهد پشتیبان گیری کامل از رزبری را بدون نیاز به حذف SD داخلی داشته باشید. من بارها این SD را با داخلی جایگزین کرده ام ، بدون هیچ مشکلی. بنابراین من یک cronjob برای کاربر root تنظیم کرده ام:

#پشتیبان گیری در sda - هر چهارشنبه شب

15 2 * * 3/usr/sbin/rpi -clone sda -u | mail -s "پشتیبان گیری PAB در SD - انجام شد"

سپس از دکمه پاور اصلی روی کیس برای خاموش کردن و راه اندازی مجدد تمشک ، با استفاده از این راهنما استفاده کردم:

مرحله 5: نرم افزار و سیستم عامل

سیستم عامل اصلی PAB یک مینیمال Raspbian ساده (Debian Buster) با چندین افزودنی خاص است:

• rpi-clone برای پشتیبان گیری اصلی ؛
• ssmtp ، یک MTA ساده برای دریافت نامه از سیستم ؛
• udevil ، برای مجاز شمارش خودکار درایوهای USB ؛
• abcde ، برای گرفتن مجموعه سی دی من و فشرده سازی آن به هر فرمت صوتی ؛
• mopidy ، یک پخش کننده موسیقی کامل Daemon با تعدادی افزونه.

سپس من یک برنامه کامل سرور PAB Scheduler با استفاده از python3 و tornado نوشته ام که کد آنها خارج از محدوده این مقاله است ، اما می توانم در صورت درخواست دستورالعمل ارائه دهم. با Scheduler می توانید لیست پخش را برای هر زمان از روز خود تنظیم کرده و روزهای هفته را از آخر هفته متمایز کنید.

نرم افزار اصلی که PAB را اجرا می کند mopidy است. برای نصب و پیکربندی mopidy (بسیار گسترده) لطفاً به اسناد آن در اینجا مراجعه کنید:

این افزونه های نصب شده هستند:

• 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

به منظور کنترل کامل PAB ، من افزونه Iron frontend را انتخاب کرده ام (تصاویر را ببینید). این یک برنامه وب بسیار قدرتمند با ویژگی های زیر است:

• کنترل های رابط کامل مبتنی بر وب برای Mopidy
• پشتیبانی بهتر از کتابخانه های محلی (طراحی شده توسط Mopidy-Local-Sqlite)
• فهرست ها و آهنگ های پخش را مرور و مدیریت کنید
• کشف موسیقی های جدید ، محبوب و مرتبط (طراحی شده توسط Spotify)
• میزبانی رایگان

• ادغام با:

  • Spotify
  • LastFM
  • نابغه
  • Snapcast
  • یخبندان

به این ترتیب ، من آزاد هستم که موسیقی خود را تقریباً از هر کجا (رایانه ، رایانه لوحی ، تلفن هوشمند) کنترل کنم.