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Raspberry Pi と Volumio でネットワークオーディオ

巷で人気の名刺サイズのパソコン・ボード Raspberry Pi でこのサイトで設計した DAC 基板を使ってネットワークオーディオを構築してみました。Raspberry Pi と組合わせた DAC は PCM2704 を採用した USB DAC と PCM5102A を採用した S/PDIF 入力のハイレゾ DAC 基板の I2S インターフェースを利用したものです。

ネットでは PCM2704 な USB DAC は Raspberry Pi に挿すだけで簡単に認識し音を出すことができたといった内容が多かったので楽観していたのですが、あにはからんやそんな甘いものではありませんでした。

Volumio は Linux ベースの音楽プレーヤーで組込みプラットフォームで動作します。ということで Raspberry Pi が登場です。もちろん Raspberry Pi 以外でも Cubox-i、BeagleBone Black、Udoo などのプラットフォームで動作します。WebUi のおかげで iPhone、iPad そして PC から簡単に操作できるようになります。つまり Raspberry Pi と Volumio で簡単にネットワークオーディオが作れるのです。

Raspberry Pi

Raspberry Pi はアマゾンから購入しました。購入したのはメモリが512MB の Model B でハードウェアのリビジョンは2.1です。リビジョン2.0 では I2S インターフェース信号が接続されているコネクタ番号は P5 ですがリビジョン2.1では P6 になっていました。

raspi_p6.jpg(12336 byte)

Volumio のインストール

Volumio は SD カードにイメージファイルを書込むことでインストールすることができます。イメージファイルを SD カードに書込むには Windows で Win32DiskImager を使う方法と Linux で dd コマンドを使う方法がありますが、ここでは dd コマンドを使ってSD カードに書込みます。

書込むイメージファイルの最新版 version1.4 は Volumio のダウンロードページからダウンロードできますが USB DAC を使う場合は最新版ではなく Beta1.2 をダウンロードして書込んでください(7月17日現在)。version 1.4では USB DAC を認識しているようではありますが音を出すことはできませんでした。7月17日の時点では、Volumio のフォーラムでも同様の問題での書込みがあり解決はされていないようです。(8月5日にリリースされた version 1.41 ではこの問題は解決されているようで PCM2704 な USB DAC でも問題ありません。Volumio1.41PI.zip は SourceForge からダウンロードできます。)

ネットでの事例では Beta1.2 では上手く行っているようなので Beta1.2 をダウンロードしインストールしたところあっさり音が出ました。筆者の環境ではなぜ音がでないのか随分悩みました。なお Volumio Beta1.2 は SourceForge からダウンロードできます。

一方、ハイレゾ DAC 基板で I2S インターフェース接続をした場合は version 1.4 で何の苦労もなく音を出すことが出来ました。

dd コマンドでイメージファイルを書込むにはイメージファイルのあるディレクトリに移動し、ルート権限で実行します。

# dd if=Volumio1.4PI.img of=/dev/sdb
3481600+0 records in
3481600+0 records out
1782579200 bytes (1.8 GB) copied, 5.9867 s, 298 MB/s

USB DAC 基板の接続

スティックタイプUSB DAC 基板 UDS-500 を接続した状態です。なかなか良いです。

raspi_usb.jpg(38798 byte)

ハイレゾ DAC 基板の接続

まず Raspberry Pi の P6 に2列x4のピンヘッダーを実装します。今回2列x4のピンヘッダーがなかったので4ピンのピンヘッダーを2つで代わりにしました。また、ハイレゾ DAC 基板の CN6 に6ピンのピンヘッダーを実装します。

Raspberry Pi とハイレゾ DAC 基板を I2S で接続するにはハイレゾ DAC 基板の R13〜R16 を外して Raspberry Pi の P6 の3ピンと DAC 基板の2ピン、Raspberry Pi の4ピンと DAC 基板の1ピン、Raspberry Pi の6ピンと DAC 基板の3ピン、Raspberry Pi の7ピンと DAC 基板の4ピンを接続します。さらに電源は Raspberry Pi の USB A コネクタからハイレゾ DAC 基板の USB Mini-B コネクタに接続し供給しました。

これがハイレゾ DAC 基板を接続した状態です。Raspberry Pi 専用の I2S DAC 基板を作りたくなりますね。

raspi_i2s.jpg(51153 byte)

Volumio の設定

Web ブラウザで http://Volumio.local/ とするか IP アドレスを直接指定することで WebUi 画面が表示されます。

volumio-1.jpg(21335 byte)

「MENU」-「Playback」の MPD Configuration 画面で現在の出力デバイスが確認できます。ハイレゾ DAC 基板を使うには設定が必要です。「MENU」-「System」で「Setting」をクリックします。

volumio-2.jpg(68911 byte)

「Activate I2S Drivers」から[Hifiberry]を選択し、「System commands」の[Reboot]でリブートします。

volumio-3.jpg(53493 byte)

リブート後 MPD Configuration の 「Audio Output」に [sndrpihifiberry] が追加されていますのでこの [sndrpihifiberry] を選択します。これでハイレゾ DAC 基板から音がでるようになります。

volumio-4.jpg(64354 byte)

Volumio からの操作

「MENU」の「Libraly」で[UPDATE MPD DATABASE] をクリックして音楽ソースのディレクトリを登録(アップデート)します。

volumio-5.jpg(32476 byte)

「Browse」タブをクリックすると登録されたソースディレクトリが確認できます。

volumio-6.jpg(20290 byte)

USB のディレクトリを展開すると USB に保存されている音楽ソースが確認できますので、プレイリストに登録するソースを選択し[Add] ボタンでプレイリストに追加します。

volumio-9.jpg(42231 byte)

「Playlist」タブをクリックしてプレイリスト画面で再生するソースを選択しプレイボタンで再生が開始されます。

volumio-8.jpg(28937 byte)

AirPlay

iPhone から AirPlay も簡単にできます。

コントロールパネルで [AirPlay] をタップします。

airplay-01.png(106895 byte)

デフォルトでは iPhone にチェックがされているので [Volumio] をタップします。

airplay-02.png(54824 byte)

あとはプレイボタンをタップすれば Raspberry Pi に接続された DAC から音がでます。

airplay-03.png(94112 byte)

こんなに簡単にできるとはほんとに感動ものです。

画面表示

ここまでのように Volumio でネットワークオーディオを構築するのにはキーボードもモニターも必要ありません。

しかし Raspberry Pi を Linux PC として使うには当然モニターが必要になります。Raspberry Pi をモニターと接続するには HDMI で接続する必要がありますが筆者のモニターは大分古いので HDMI インターフェースは持ち合わせていません。VGA HDMI 変換アダプターでモニターと接続しましたが全く表示がされませんでした。VGA HDMI 変換アダプターを接続するだけではダメな場合があるようですがそのときは SD カードの /boot/config.txt を変更することで表示させることができました。

変更するには別の PC にイメージを書込んだ SD カードを接続し普段使い慣れたテキストエディタで可能です。もともとの config.txt は

gpu_mem=16
hdmi_drive=2

となっているのを

hdmi_force_hotplug=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=35
hdmi_drive=2

としました。3行目の数字は RPI_Configuration を参考に自分のモニターの解像度に合わせて変更します。

volumio_console.jpg(44892 byte)

頒布

ここでの結果をもとに Raspberry Pi Model A/B に最適化したハイレゾ DAC 基板を設計しました。ネットショップで頒布していますので興味のある方は寄ってみてください。

RaspiDAC-01.jpg(40087 byte)
このページは2014年7月21日にはじめてアップされました。

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