用pcDunio或raspberry pi DIY高清音乐播放系统全过程

kimi仔 · 发表于 2017-6-27 10:14:35

先看一下在iPhone 6 plus上用虾米播放高音质音乐的效果：

苹果的Airplay协议是通过基于RSTP（Real Time Streaming Protocol）协议通过UDP传输的无损编码音频流(Apple Lossless codec，音频流本身经过了AES加密，私钥是不公开的，这样只有苹果和其合作伙伴才能使用这个协议。但是2004年有人通过逆向工程获得了私钥并将其公开，这样我们也可以自己搭建低成本高音质的基于Airplay的音乐系统。在iPhone成为街机的时代，每个人的手机里有很多喜欢的音乐，如果在家里可以通过无线网络在音响系统里播放会方便很多。
硬件

pcDunio Acadia 或 Raspberry Pi 一只
3.5mm音频线一根
有源音箱一对
网线一根或USB无线网卡一只

音频芯片

好的音质需要好的音源，无损音乐加好的前端输出是必不可少的。 pcDuino Acadia集成的音频芯片是业界领先的英国Wolfson（欧胜微电子）为高清音频设计的WM8962 。树莓派集成的音频芯片则是由美国Broadcom（博通）封装在主芯片BCM2835里通过PWM (pulse-width modulation) 提供的，比较简单音质一般，达不到高清音频的要求。
下面是树莓派音频口播放1kHz正弦信号的输出波形，可以看出来波形并不好。

正是因为板载音频质量差强人意，Wolfson也专为树莓派设计了基于WM5102 codec芯片的Wolfson Audio Card （售价高达$34.95，性价比不高，这块芯片也用在了魅族MX3上）。

更好的方案是使用USB声卡，如淘宝上可以购买的基于德州仪器的PCM2704的USB声卡，40多人民币。

综上，如果想DIY自己的高清音乐播放系统，只有树莓派还是不够的，可以考虑用pcDunio Acadia或额外购买USB DAC。
声音测试和调节

声音测试

首先需要用音频线把板子和有源音箱连接起来，如果线材或音箱质量不够好，会立刻听到背景噪音，实测树莓派的背景噪音比pcDuino Acadia要大一些。
注：普通用户不一定有权限使用系统音频设备，所以以下测试需要root或audio group里的用户。
首先可以用speaker-test命令测试是否能出声。
<ol><li><code>hugo@raspberrypi2 ~ $ sudo speaker-test speaker-test 1.0.25
Playback device isdefault
Stream parameters are 48000Hz, S16_LE,1 channels
Using16 octaves of pink noise
Rateset to 48000Hz(requested 48000Hz)
Buffer size range from512 to 32768
Period size range from512 to 32768
Using max buffer size 32768
Periods=4
was set period_size =8192
was set buffer_size =32768
0-FrontLeft
Time per period =2.234240
0-FrontLeft
Time per period =2.899088
0-FrontLeft
如果听不到声音，可以检查一下连接和系统设置：树莓派的命令输出：
<ol><li><code>hugo@raspberrypi2 ~ $ sudo aplay -l****List of PLAYBACK HardwareDevices****
card 0: ALSA [bcm2835 ALSA], device 0: bcm2835 ALSA [bcm2835 ALSA]
Subdevices:8/8
Subdevice#0: subdevice #0
Subdevice#1: subdevice #1
Subdevice#2: subdevice #2
Subdevice#3: subdevice #3
Subdevice#4: subdevice #4
Subdevice#5: subdevice #5
Subdevice#6: subdevice #6
Subdevice#7: subdevice #7
card 0: ALSA [bcm2835 ALSA], device 1: bcm2835 ALSA [bcm2835 IEC958/HDMI]
Subdevices:1/1
Subdevice#0: subdevice #0
pcDunio Acadia的命令输出：<ol><li><code>Hardware device with all software conversionshugo@Acadia ~ $ sudo aplay -l
****List of PLAYBACK HardwareDevices****
card 0: wm8962audio [wm8962-audio], device 0:HiFi wm8962-0[]
Subdevices:0/1
Subdevice#0: subdevice #0
card 1: imxhdmisoc [imx-hdmi-soc], device 0: IMX HDMI TX mxc-hdmi-soc-0[]
Subdevices:1/1
Subdevice#0: subdevice #0
如果你安装了USB声卡，还需要设置系统把USB声卡设置成缺省声卡。sudo vi /etc/modprobe.d/alsa-base.conf
修改
options snd-usb-audio index=-2
为
<ol><li><code>#options snd-usb-audio index=-2 options snd-usb-audio nrpacks=
有些系统可能还需执行下一步（注：树莓派2不需要）sudo vi /usr/share/alsa/alsa.conf 把 pcm.front cards.pcm.front 替换成pcm.front cards.pcm.default

测试音乐播放

下载一个mp3文件在pcDunio或树莓派上，然后安装mpg321
<ol><li><code>sudo apt-get install mpg321执行mpg321 example.mp3就可以测试音乐播放了
音量调节

可以执行sudo alsamixer来设置音量，执行sudo alsactl store 0恢复出厂设置。
对比一下可以看到pcDunio Acadia的设置项要丰富多了，除了Headphone这项可以提高音量(5dB)外，Digital这项的增益调节也可以大幅提高音量（23.25dB）。推力方面也相对好多了，可以直推一些好耳机。

Airplay设置

这里我们使用开源的Airplay解码软件Shairport。
安装依赖库

<ol><li><code>sudo apt-get install git libao-dev libssl-dev libcrypt-openssl-rsa-perl libio-socket-inet6-perl libwww-perl avahi-utils libmodule-build-perl libasound2-dev libpulse-dev下载代码，编译安装

root@Acadia ~ $ git clone https://github.com/abrasive/shairport.git

root@Acadia ~ $ cd shairport
root@Acadia ~ $ ./configure
ConfiguringShairport
OpenSSL found
libao found
PulseAudio found
ALSA found
Avahi client found
getopt.h found
CFLAGS:-D_REENTRANT -I/usr/include/alsa -D_REENTRANT
LDFLAGS:-lm -lpthread -lssl -lcrypto -lao -lpulse-simple -lpulse -lasound -lavahi-common -lavahi-client
Configure successful.You may now build with'make'
root@Acadia ~/shairport $ make
pcDunio Acadia上还需要执行这一步：

root@Acadia ~ $ git clone https://github.com/njh/perl-net-sdp.git perl-net-sdp

root@Acadia  ~ $ cd perl-net-sdp
root@Acadia  ~/perl-net-sdp $ perl Build.PL
root@Acadia  ~/perl-net-sdp $ sudo ./Build
root@Acadia  ~/perl-net-sdp $ sudo ./Build test
root@Acadia  ~/perl-net-sdp $ sudo ./Build install
root@Acadia  ~/perl-net-sdp $ cd ..
运行Shairport

运行非常简单： sudo shairport -a "Acadia" 执行完后拿起你的iPhone，虾米，QQ音乐或百度音乐App都支持Airplay了，在播放界面上选择输出到Acadia上就可以开始欣赏Airplay啦。

用pcDunio或raspberry pi DIY高清音乐播放系统全过程

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