HiFi Audio Streamer auf Basis von Raspberry PI2 und Hifiberry DAC+ Pro

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LordLoetkolben

Thomas ist aktiver Löter seit 36 Jahren und sieht die Welt in 16 Graustufen (Alternativtheorie: 98/2) ;-)
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Liebe Freunde des gepflegten Lötkolbenschwingens, diesmal werde ich mal über ein größeres Projekt schreiben – einen HiFi Audio Streamer auf Basis eines Rhaspberry PI2 ! 🙂

Teil 1 – Vorgeschichte

Zuerst möchte ich einmal erleutern, was mich auf die Idee zu diesem Projekt brachte.

In meinem HiFi equipment befindet sich noch viel „klassische“ Zuspielertechnik die ich sicher nicht wegwerfen oder verkaufen werde (z.B. Linn Plattenspieler, getunter Onkyo DX7555 etc.).

ABER: Als FM Tuner und „Multimediaplayer“ (d.h. Internetradio und Audio Streamingclient) habe ich bisher einen Muvid IR715 im Einsatz.

Muvid IR715
Muvid IR715

Ganz davon abgesehen, dass die Bedienung dieses Gerätes eine echte Strafe ist, kann dieses Gerät keine hochwertigen FLAC abspielen. Auf meinem Medienserver habe ich aber zwischenzeitlich fast die Hälfte meiner CDs als FLAC abgelegt und würde diese auch gerne auf der HiFi Anlage im Wohnzimmer spielen ohne sie für den Muvid in MP3 wandeln zu müssen.

Schlussfolgerung:

In Anbetracht der Tatsache, dass alle FM Sender inzwischen als Internetradio Streams verfügbar sind, wollte ich mir jetzt also ein „Audio Media Center“ bauen, dass die Bezeichnung HiFi auch wirklich verdient und ohne einen FM Receiver auskommt und dann den Muvid in „Rente“ schicken !

Die klassischen Audiostreamer (z.B. Teufel) fand ich weder von der Bedienung noch vom Klang her als „prickelnd“.

Nach kurzer Suche im Internet wurde ich auf drei Projekte aufmerksam, die alle auf der gleichen Ursprungsentwicklung entstanden sind und den Raspberry Pi als Streaming Basis verwenden (z.T. auch noch für andere Minicomputer verfügbar)

Dies Projekte sind: Volumio, Rune Adio, und Moode Audio.

Rhaspberry PI2
Rhaspberry PI2

Nun – der blanke Rhaspbery PI selbst ist ja nicht gerade für seinen guten Klang bekannt und ein externer USB DAC ist hier auch nicht optimal. Für die USB Ausgabe wird recht viel Rechenleistung benötigt, die der RPi nicht hat, und daher leidet der Klang durch Taktschwankungen (Jitter). Natürlich gibt es auch USB DACs im 4 stelligen Bereich, die Jitter Eliminator Schaltungen beinhalten und das dann wieder gerade biegen – das passt vom Budget aber nicht zu einem RPI Projekt 😉

Für den RPi 2 gibt es aber zwischenzeitlich einige interessante DACs (Digital Analog Converter) die auf den Pfostenstecker (GPIO) des RPI gesteckt werden und I2S als Protokoll benutzten. Die I2S DACs sollen deutlich besser klingen als USB DACs – allerdings ist I2S nicht für die Übertragung der Daten über eine größere Strecke geeignet und daher sollte man die DAC Platinen auch wirklich auf den GPIO stecken und nicht irgendwohin verlängern !I2S DAC - nur ein Beispiel

I2S DAC – nur ein Beispiel

Hier schreibt jemand, warum er der Meinung ist, dass I2S besser klingt. https://volumio.org/raspberry-pi-i2s-dac-sounds-so-good/   Diese Meinung kann ich aber nur teilweise teilen – denn die Ursache des besseren Klangs hat meiner Meinung nach andere Ursachen als den kürzeren Signalpfad (das werde ich aber in den folgenden Teilen noch erläutern)

Auf Komfort wollte ich natürlich auch nicht verzichten und wollte daher gerne auch ein System dass Hardwarelautstärkeregelung beherrscht. (Softwarelautstärkeeinstellung kostet nämlich Auflösung und daher Klangqualität!).

Und dann kam mir noch die Idee, dass ich eigentlich auch ganz gerne sehen möchte, was da gerade spielt .. also wollte ich gerne ein Display … Wünsche über Wünsche 🙂

 

Teil 2 folgt in Kürze – dort werde ich erläutern, welche Basiskomponenten ich für das Projekt gewählt habe und warum !

 

Viele Grüße und keep on DIY,

Euer Löti

 

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rad1o badge

swarkn

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Stefans Schwerpunkte liegen im Umfeld von Betriebssystemen, serverbasierten Diensten und im weitesten Sinne in allgemeiner technischer Infrastruktur. Tagsüber mit strategischen IT-Themen beschäftigt, tackert er Nachts doch mal gerne ins schwarze Loch.
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Hallo zusammen,

Vorsicht alter Kaffee – Das rad1o badge des CCCamp 2015. 😉 Trotzdem vielleicht noch interessant! Das rad1o badge unter Windows 10.

Mal langsam – rad1o badge?

Was?Das rad1o badge ist ein Radiowellen Sender/Empfänger und kann als SDR („software defined radio“) zusammen mit einem Computer verwendet werden.
In welchem Frequenzbereich arbeitet das rad1o badge?50 MHz – 4GHz
Ist es intelligent?Was auch immer das heissen soll… Aber das rad1o badge arbeitet mit einer ARM Cortex M4 CPU
Was ist drin?Das rad1o badge kommt mit einem Akku, einem Handriemen, einem kleinen LCD-Display (Nokia 6100 130x130px) und einer integrierten PCB Antenne im 2.5GHz Frequenzband. Weiter gibt es zwei USB Anschlüsse und einen 3.5mm Buchse die als Kopfhörer- und Mikrofonanschluss dient.
Kampatibilität?Das rad1o badge ist kompatibel zu „HackRF One“
Mehr?Alle Hardware-Specs

Die Geschichte

Kürzlich ist uns die rad1o badge des CCCamp 2015 in die Hände gefallen. Nein, wir waren selbst nicht dort, aber ein guter Freund und Gönner der do-it-neat.com Runde. 🙂 Selbiger konnte leider wenig mit dem rad1o badge anfangen und hat uns dieses im Original-Zustand noch zum zusammenstecken/-kleben überlassen.

In diesem Betrag wollen wir euch zeigen, wie einfach das radi0 badge zusammen zu stecken ist und wie ihr einen ersten Funktionstest des rad1o badge unter Windows 10 an den Start bekommt. In einem späteren Beitrag zeigen wir euch, wie ihr ein paar sinnvolle Hardwaremodifikationen (Antennenbuchse, Shieldings, etc.) anbringt.

WP_20160616_21_57_06_RichBuild-up

Der Satz Einzelteile wurde uns in einer kleinen Tüte mit Clip-Verschluß übergeben. Inhalt war eine kleine Anleitung, eine Basisplatine (fertig verlötet), ein Akku, ein Display, ein Handriemen und ein paar doppelseitige Klebekreise.

WP_20160616_21_58_20_RichWP_20160616_21_58_58_Rich_LIZu allererst haben wir einen Klebekreis unter dem Display angebracht und vorsichtig auf die Platine in der oben links eingezeichneten Fläche angedrückt. Achtet auf die Steckverbindung des Display zur Platine. Klebt das Display so darauf, dass die Steckverbindung nicht unter Zugspannung steht. Mit dem Akku macht ihr genau selbiges. Zwei Klebekreise auf der Unterseite Anbringen und den Akku vorsichtig auf die Platine drücken. Den Verbindungsstecker zur Platine findet ihr auf der Vorderseite links im unteren Drittel.

WP_20160616_22_01_18_Rich_LIIm Grunde war es das dann auch schon mit der „Montage“ aller benötigten Teile. Bevor wir weitermachen, bringen wir das rad1o badge aber erst einmal auf einen aktuellen Stand.

Firmware aktualisieren

Surft auf folgende Seite firmware:releases und ladet euch den letzten Versionsstand herunter. Zum Zeitpunkt dieses Blogposts war das Rev4 vom 29.12.2015. Es handelt sich dabei um eine ZIP-Datei mit jeder Menge Binaries. Grundsätzlich könnt ihr ebenfalls einen Blick auf das GitRepo werfen, in welchem die Firmware entwickelt wird.

WP_20160616_22_10_42_Rich_LISchaltet jetzt über den kleinen Dip-Schalter in der Nähe der Akku Steckverbindung das rad1o badge an. Haltet dabei aber den kleinen Joystick ähnlichen Kippschalter nach oben gedrückt. Am Display müsste jetzt eine Meldung zu lesen sein, dass der MSC Modus aktiviert wurde. Verbindet das rad1o badge nun mit dem USB-Port eures Rechners. Ein neuer Wechseldatenträger sollte erkannt werden auf welchem ganz ähnliche Inhalte präsentiert werden, wie in der gerade geladenen ZIP-Datei.

WP_20160616_22_11_45_Rich (2)Kopiert den gesamten Inhalt der ZIP-Datei nun auf den Wechseldatenträger. Entfernt diesen „sicher“, lasst die USB-Verbindung aber bestehen und schaltet das rad1o kurz aus und wieder ein. Es sollte ein Setup-Screen mit kurzen Anweisungen erscheinen. Drückt den Joystick nach links.

Windows 10 – Zadig Treiber

Wenn ihr das rad1o badge als SDR verwenden wollt (und davon gehen wir jetzt mal scharf aus), müsst ihr das Firmwarefile laden, welches euer rad1o kompatibel zur Verwendung von HackRF macht. Die beiden relevanten Menüeinträge lauten „HACKRF“ und „HKRF-OLD“. Die meisten SDR Programme wie GNURadio oder SDR-Radio Pro kommen mit der „HKRF-OLD“ Firmware klar. Sobald ihr diese geladen habt, meldet euer rad1o badge das ein neuer „default“ geschrieben wurde. Kurzum – wenn ihr das nächste mal den Einschalter betätigt, wird sofort diese Firmware geladen. Kein wildes Joystick-hebeln mehr erforderlich.

01 Install ZadicBevor wir nun GNURadio herunterladen und installieren, muss unter Windows 10 noch ein spezieller Port-Treiber zur Kommunikation geladen werden. Ansonsten ist euer rad1o badge leider nicht mit Windows 10 kompatibel. Kein Stress, geht super einfach. Ladet euch von Zadig das Paket für generische USB-Treiber herrunter (Version Vista oder später). Nach der Installation einfach starten. Zadig erkennt sofort ein Device „HackRF“, welches keinen Treiber installiert hat. Klickt nun einfach auf die Schaltfläche „Install Driver“. Nach ein paar Sekunden ist die Sache erledigt.02 Install Zadic In der Windows Hardwareliste muss euer rad1o badge nun ordnungsgemäß erkannt sein.

rad1o badge und GNURadio

Um euch das Leben leichter zu machen, solltet ihr euch die Windows Installer Version 64bit für alle Architekturen von GNURadio herunterladen. Klaro könnt ihr auch die einzelnen Komponenten laden bzw. kompilieren. Hierbei wünschen wir euch viel Spaß. 😉

03 after installing gnu radioNach der Installation von GNURadio startet ihr das Programm „gqrx“. Beim ersten Programmstart fordert euch dieses auf, ein I/O device zu wählen. Für einen ersten Test wählt nun direkt das Device „HackRF HackRF One“ aus und drückt „OK“. Nachdem das rad1o badge ohne Modifikation erst einmal nur mit einer internen Antenne im 2.5GHz Bereich ausgestattet ist, macht es wenig Sinn wild Frequenzen einzugeben. 03 gnuradio start dspWählt im oberen Bereich die Frequenz 2.462,000000 MHz aus. Es handelt sich dabei um die Trägerfrequenz des Kanal 11 im 2.5GHz Frequenzband für Wifi. Startet jetzt den Scan, indem ihr Strg+D (*lach* Terminal disconnect???) drückt bzw. „File/Start DSP“ klickt.

Die Spektralanalyse beginnt nach unten graphisch fortzuschreiten. Es sollten immer wieder Übertragungs-Pulse erkennbar sein.

04 WIFI_2-4_Ch11

Herzlichen Glückwunsch! Ihr habt euer rad1o badge erfolgreich unter Windows 10 an den Start bekommen.

In einer der nächsten Beiträge zeigen wir euch, wie ihr z.B. via externe Antenne deutlich mehr aus eurem rad1o badge rausholen könnt. *daumenhoch*

EDIT: Hier der Teil 2 mit der Löten des RF Kit!

Bis dahin viel Spaß!
swarkn

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