Update

Nach einigen Aufforderungen verschiedener User, wird jetzt der Artikel endlich vervollständigt. Das Gute daran, ich kann gleich noch Veränderungen und Erfahrungen einfliessen lassen die ich im Laufe der Zeit sammeln konnte.

Inzwischen gibt es auch neuere Versionen verschiedener Hardwarekomponenten. An den entsprechenden Stellen, versuche ich darauf einzugehen.

Inhalt

Intention
Vorbetrachtungen
Hardware
Software
Zusammenbau der Hardware
Inbetriebnahme
Hinweise
externe Links
Fotos

Intention

Es bestand der Bedarf nach einem Player der Musik und Hörbücher von einer NAS innerhalb des heimischen Netzwerks als auch Internetstreams von Radiosendern abspielt. Lange Zeit war das nur Geräten der preislichen Oberklasse vorbehalten. Einige dieser Geräte waren fest mit externen Services verbunden. Hatten diese ihren Dienst eingestellt, wurde etwas an deren API verändert o.ä., funktionierte das jeweilige feature nicht mehr. Wenn es nach den Herstellern geht: "Neues Gerät kaufen!" Weiterhin geht es noch um die Formatunterstützung, welche 'Quellen' wie angebunden werden können, Unterstützung externer Services, etc. Nach vielen Recherchen, Vergleichen und Erfahrung mit einem 'fertigen Gerät eines namhaften Herstellers', war einfach der Wunsch nach einem offenen System vorhanden. Und irgendwie gab/gibt es die 'Zutaten' bereits seit langer Zeit. Dabei geht es in erster Linie um etwas Software welche Musik abspielen kann und etwas Hardware auf der das Ganze betrieben wird. Ausserdem war man durch einen gewissen "sportlichen Ehrgeiz" getrieben.

Vorbetrachtungen

Der Raspberry Pi (RPi) kam auf den Markt. Minicomputer... sparsam, klein, offen, günstig in der Anschaffung, Linux - Super!!! Erfahrungen mit den älteren RPi's in Verbindung mit einem WLAN- und Sounddongle bremsten meine Begeisterung. Das hatte mit der USB Schnittstelle des Pi's zu tun. Weiterhin kann man nicht erwarten, dass ein Minicomputer für ca. 30 EUR über einen high-tech Soundchip verfügt. Jedoch verfügt der Pi über entsprechende Schnittstellen mit denen ein sinnvoller Ausbau möglich ist. Inzwischen bieten verschiedenste Hersteller Erweiterungskarten für alle möglichen Anwendungfälle an. Durch das offene System, die vorhandenen Schnittstellen und Erweiterungen sind die unterschiedlichsten Kombinationen möglich.

Im vorliegenden Fall stand immer wieder das Bedienkonzept im Vordergrund. Da ziemlich schnell klar war den MPD (music player daemon) als 'Abspielsoftware' einzusetzen, bestand damit gleichzeitig die Möglichkeit diesen z.B. auch per App auf einem mobilen Endgerät zu steuern. Somit könnte man auf ein Gehäuse und entsprechende Eingabemöglichkeiten verzichten und den Pi mit doppelseitigem Klebeband an der Rückwand vom Wohnzimmerschrank heften. Aber will das schon? Im Gegenzug kann man den Pi in einem Gehäuse mit einer gefrästen Front aus gebürsteten Aluminium bzw. Edelstahl und einem 10" Touch-Display betreiben. Sieht toll aus. Fragen nach dem Kosten-/Nutzenverhältnis und Prioritäten muss jeder für sich beantworten.

Die nachfolgende Konfiguration stellt eine aus meiner Sicht pragmatische Lösung bei moderaten Kosten dar.

Hardware

  • Raspberry Pi 3B+
  • HifiBerry AMP2
  • 7" Touchscreen Display
  • SmartiPi Touch 1 Gehäuse
  • SmartiPi Touch Back Cover 37mm
  • Lautsprecher Steckverbinder 4 polig
  • Steckernetzteil 12V / 8A
  • micro SD Karte 16GB, class 10
  • 1 Paar Lautsprecherboxen
  • USB nano Stick 16GB o.ä. (optional)

Hinweise:

Erste Versuche mit dem Pi 3B. Jetzt mit dem Pi 3B+ da er verfügbar und leistungsfähiger ist (CPU, WLAN).

Über die verwendete Soundkarte wird der Pi mit Strom versorgt. Es hat sich gezeigt, dass eine Verwendung der HifiBerry AMP+ in Verbindung mit dem Display nicht funktioniert. Die Soundkarte kann nicht den dafür nötigen Strom bereitstellen. Mit der AMP2 treten die Probleme nicht auf.

Es gibt inzwischen einige Touchscreens für den Pi. Bei dem verwendeten handelt es sich um den "Offiziellen RPi Touchscreen". Dieser kann direkt über den speziellen "Display Port" des Pi's betrieben werden.

Das o.g. Gehäuse wird in zwei Varianten angeboten. Der Unterschied besteht in der "Steckfläche" auf der Vorderseite links neben dem eigentlichen Screen. Aus ästhetischen Gründen habe ich mich für die "glatte Variante" entschieden.

Update/Hinweis: Zu dem Zeitpunkt gab es nur EIN 'SmartiPi Touch' Gehäuse. Das wird inzwischen als 'SmartiPi Touch 1' bezeichnet. Nachfolger ist das 'SmartiPi Touch 2'. Inzwischen gibt es sogar das 'SmartiPi Touch Pro'. Dieses besitzt endlich einen symetrischen Aufbau. Erfahrungen dazu kann ich leider nicht liefern. Die neueren Versionen des Gehäuses sind auch für den PPi 4 geeignet.

Der Pi befindet nach dem Zusammenbau innerhalb des Gehäuses. Die Soundkarte sitzt auf dem Pi außerhalb des Gehäuses. Als Schutz und gleichzeitige Möglichkeit Lautsprecher komfortabel anzuschliessen steht ein sog. "Back Cover" zur Verfügung. Das wird in zwei unterschiedlichen Größen angeboten.

Die Lautsprecher sollten mit sog. Klemmverbindern anschließbar sein. Dafür wurde ein entsprechendes Einbau-Terminal gewählt. Je nach Erfordernis sind Alternativen möglich (z.B. Cinch).

Die Soundkarte lässt sich mit max. 18V speisen. Um Verlustleistung zu reduzieren, wurde ein 12V Netzteil gewählt. Die o.g. Stromstärke die das Netzteil zur Verfügung stellen kann, ist eindeutig überdimensioniert. Messungen bezüglich Leistungsspitzen wurden von mir jedoch noch nicht durchgeführt. Der Soundkartenhersteller empfiehlt ein Netzteil 18V / 3,3A.

Die Speicherkapazität der SD Karte kann variieren. Die Musik selbst sollte nicht auf dem Pi liegen. Somit bleibt das eigentliche Betriebssystem, die Oberfläche, ggf. installierte Plugins und die Musik-Datenbank (damit ist nicht die eigentliche Musik gemeint). Mit 16GB sollte man auf der sicheren Seite sein.

Lautsprecher waren vorhanden. Sie sollten eine Impedanz 4-8 Ohm aufweisen.

Der USB Stick (nano Bauform) ist optional. Soll die Musik ausschliesslich vom NAS oder per webradio als Stream genutzt werden, kann dieser entfallen.

Software

Bei Volumio handelt es sich um eine Applikation die genau für den o.g. Zweck geschaffen wurde. Inzwischen gibt es mehrere Aplikationen dieser Art (z.B. RuneAudio). Persönlich bin ich bei Volumio geblieben. Kernstück bildet dabei der MPD (music player daemon). Dieser verwaltet die Musik und spielt diese auch ab. Über dem MPD sitzt eine ansehnliche Oberfläche über die sich sämtliche Einstellungen vornehmen lassen. Anbindung verschiedenster Musikquellen, (W)LAN Konfiguration, Aussehen, etc.

Zusammenbau der Hardware

Bei dem Zusammenbau habe ich mich primär an dem auf der Herstellerseite verlinkten Video orientiert.

Zumindest was den ersten Teil betrifft:

  • Vorbereitungen des Gehäuses
  • Montage der Grafikplatine auf dem Touch-Display
  • Einsetzen des Displays
  • Montage des RPi's

Alle weiteren Schritte sind mit Hilfe der nachfolgenden Fotos dokumentiert.

Achtung! Das Display sieht u.a. die Stromversorgung per USB Anschluss vor. Dafür liegt dem Set ein Y-Kabel bei. Um später jedoch unnötige externe Kabelei zu vermeiden, werden vor dem Einsetzen des Displays mit der Platine zwei Jumper-Kabel für die Stromversorgung mit der Grafikplatine verbunden. Diese werden bei der Montage des Displays zum nachfolgenden Anschluss an den RPi bzw. der Verstärkerplatine mit 'rausgelegt' (siehe Foto).

  • rotes Kabel an '5V' der Grafikplatine
  • schwarzes Kabel an 'GND' der Grafikplatine

Nachdem das Display eingesetzt und verschraubt wurde, wird anschliessend der RPi lt. o.g. Video montiert, das Flachbandkabel angeschlossen und die Abdeckung eingesetzt (siehe Foto).

Achtung! Das Schreiben des Images und das Einstecken der SD-Karte in den RPi muss VOR der Montage des RPi's erfolgen. Ist dieser im Gehäuse verbaut, ist der Zugang zum Kartenslot versperrt! Updates werden ebenfalls per Volumio Frontend eingespielt. Daher ist ein Zugang z.B. erst wieder bei einer defekten Karte erforderlich. Siehe "Inbetriebnahme".

Die Verstärkerplatine wird auf die noch frei zugänglichen GPIO Pins mit leichtem Druck aufgesetzt und verschraubt.

Die beiden Enden der von der Grafikplatine kommenden Jumper-Kabel werden wie folgt mit den durchgeschleiften GPio Pins auf der Verstärkerplatine verbunden:

  • rotes Kabel an Pin 4 (5V; 2. Pin Außenseite)
  • schwarzes Kabel an Pin 6 (Ground; 3. Pin Außenseite)

Vor dem Anbringen der hinteren Abdeckung (SmartiPi Touch Back Cover) wurde dieses noch um die Anschlussklemmen für die Lautsprecher erweitert. Dafür sind sechs Bohrungen nötig. Die beiden äußeren Bohrungen dienen zur Befestigung mittels M3 Schrauben, die dazwischen liegenden vier Bohrungen dienen der Durchführung der Lötfahnen (siehe Foto). Die Länge der verlöteten Zuleitungen sollte so gewählt werden, dass bei einer Montage-/Demontage ein entsprechendes Handling möglich ist bzw. die Zuleitungen ohne Behinderung mit der Schraubleiste der Verstärkerplatine verschraubt werden kann. Um den Winkelstecker des externen Netzteils später anschließen zu können, wurde an der Unterseite noch eine Aussparung eingearbeitet. Bei der Position muss darauf geachtet werden, das sich diese nach der Montage genau an der Position des Klinkenanschlusses der Verstärkerplatine befindet. Die Größe der Aussparung richtet sich nach dem verwendeten Stecker. Die Verstärkerplatine lässt ebenfalls den direkten Anschluss eines Anschlusskabels zur Spannungsversorgung zu (siehe Schraubleiste). Dadurch entfällt ein Einarbeiten der Ausparung bzw. es ist somit lediglich eine Bohrung als Durchführung an beliebiger Stelle nötig. Alternativ ließen sich ebenfalls Anschlüsse analog der für die Lautsprecher einsetzen. Abschließend wurde die Abdeckung aufgesetzt und verschraubt.

Inbetriebnahme

Das Gute am RPi ist: OS Image downloaden, Image auf SD Karte schreiben, SD Karte in den Pi... und... Power! Das System fährt hoch.

Je nach Distribution bzw. Anwendungsfall kann/muss/will man noch selbst Hand anlegen. Die Intention von Distributionen wie z.B. Volumio ist, das das nicht nötig ist bzw. alle Einstellungen komfortabel per Oberfläche angepasst werden können. Die Applikation passt die jeweiligen Konfigurationsdatein im Dateisystem an. Ein Spezialwissen, welche Services beteiligt sind, wo diese ihre Konfigurationen verwalten und wie diese angepasst werden müssen, ist erst einmal nicht erforderlich.

Das aktuell Volumio Image lädt man sich hier als ZIP Archiv herunter, entpackt dieses und schreibt das Image z.B. mittels Image-Writer (z.B. Etcher) auf die SD Karte. Volumio bietet ebenfalls ein 'QUICK START GUIDE' als PDF an.

Achtung! Das Schreiben des Images und das Einstecken der SD-Karte in den RPi muss VOR der Montage des RPi's erfolgen. Ist dieser im Gehäuse verbaut, ist der Zugang zum Kartenslot versperrt! Updates werden ebenfalls per Volumio Frontend eingespielt. Daher ist ein Zugang z.B. erst wieder bei einer defekten Karte erforderlich.

Netzwerkkabel und Stromversorgung anschliessen... Einschalten... Einen Moment warten... Beim ersten Start wird noch Einiges initialisiert. Nachfolgende Starts verlaufen daher zügiger. Auf dem Touch-Display sieht man allerdings nur einen blinkenden Cursor. Damit der Player auch per Touch-Display bedient werden kann, sind noch einige Schritte notwendig. Dazu später mehr.

Volumio beinhaltet einen Webservice der über Port 80 erreichbar ist. Das heißt, man ermittelt die IP des RPi's im LAN und gibt diese in den Webbrowser seiner Wahl auf einem zusätzlichen 'Endgerät' (Desktop, Laptop, ...) ein. Die IP kann man z.B. per Router-Adminoberfläche oder mit Hilfe von Netzwerktools als Apps mit Smartphone oder Tablet ermitteln. Für Android verwende ich z.B. 'Fing'.

Im Router wurde dem Player eine feste IP zugewiesen. Weiterhin kann man einen eindeutigen Namen vergeben über den sich der Player zukünftig ansprechen lässt.

Fortsetzung folgt ... zeitnah...

Hinweise

folgen...

folgen...

Fotos

folgen...