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2015年4月24日 (金)

Raspberry Pi2でI2S DACに挑戦

病膏肓に入る(やまいこうこうにいる)とはこういうことかと思うのですが、小型PCを使った音楽サーバー構築にどっぷりとハマっています。Raspberry PiやCuBoxとUSB DACの組み合わせで音楽を再生することができたのですが、雑誌「インターフェース」2014年9月号の特集を読んでDACには、USB接続だけでなく、Raspberry Piのボードに直接挿すタイプのボード(ドーターボード)があることを知り、試してみたくなりました。というのは、USB DACを使って再生したとき、私の環境では24bit/96kHzの音源までは再生できるのですが、24bit/192kHzの音源は再生できません。唯一デスクトップPCとUSB DAC (Ratoc RAL-24192HA1)ならば再生可能ですが、デスクトップPCを使うと冷却ファンとHDDの音がどうしても気になります。これらの音に煩わされずハイレゾの楽曲を聴きたいという思いが募って新たなDACを入手することにしました。

PCオーディオのマニアの方ならご承知かもしれませんが、簡単にRaspberry Piのオーディオ出力について触れておきます。Raspberry Piには4種類のオーディオ出力が備わっています。
  1. I2S (40ピンI/O拡張コネクタ:旧タイプRaspberry Piは8ピンI/O拡張コネクタ)
  2. PWM(3.5mmステレオ・ミニ・ジャック)
  3. USB(USBポート)
  4. HDMI (HDMI端子:ビデオ用インターフェースだが音声も出力)
今まで試していたのがUSB DACで、今回挑戦するのがI2S出力を利用したDACです。I2S DACは出力までの構成がシンプルで、その分余計なノイズが乗りにくいという利点があります。インターネットで調べるとRaspberry Piに接続するI2S DACとしては
  • SabreBerry  DAC (DAC CHIP:ES9023) 
  • RBD-02+   (DAC CHIP :PCM5102A)
  • IrBerry DAC(DAC CHIP:PCM5102A) 旧タイプ用⁽8ピンで接続)Rapberry Pi2は不可

が比較的入手しやすいようです。SabreBerry  DACの評判がなかなか良いようですが、RCAジャックをはんだ付けする必要があります。簡単なはんだ付けと思うのですが、私にとってはハードルが少し高く、はんだ不要のRBD-02+を入手しました。接続するのはRaspberry Pi2 Model Bです。手順としては、Raspberry Pi2の40ピンI/O拡張コネクタにRBD-02+を接続し(接続は、ちょっと力がいります。かつ慎重に)、音楽サーバーのvolumioを立ち上げれば完了です。部品がそろっていれば15分程度の作業で音出しができます。

volumioのインストールはこちらを参考にしてください。2015年4月24日現在の最新バージョンの1.55はRaspberry Pi2に対応しています。volumio起動後、I2S DACに関する設定が必要になります。

volumioの画面から
MENU → System でSettings画面を開き、I2S driver の項目を「Hifiberry」に設定。APPLYボタンを押した後、MENU → Turn off で「Reboot」ボタンを押し、再起動する。

Volumio1

再起動後 MENU → Playback 「MPD Configuration」画面でAudio Outputの項目が「sndrpihifiberry」になっていることを確認。

Volumio2

以上で設定が終わりです。

音源はUSB メモリに保存したものを使いました。楽曲データの入ったUSBメモリを挿してvolumioを起動し、MENU → LibraryでUPDATE LIBRARYを押し、データベースを更新します。
更新後、BrowseタブでUSBをクリックし、再生したいアルバム、楽曲の右側にある3本線のアイコンをクリックし、「ADD and play」 もしくは「 Add,replace and play」を選択し、Playlistに送ると楽曲の再生が始まります。ここまでくれば、スマートフォン、タブレットのMPD クライアントでコントロールができます。私はもっぱらiPad miniにMPDクライアントのMPaDをインストールして使っています。
ということで無事音を出すことができました。24bit/192kHzのハイレゾ音源も問題なく再生してくれます。肝心の音質はCuBox + Ratoc RAL-24192HA1の組み合わせといい勝負ではと思います。個人的にはCuBoxの方が若干一つ一つの音がクリアな気がします。ここまでくると、私の環境では、今度はスピーカーの音質に左右されると感じました。あと、現在はボードむき出しの状態ですが、ケースが欲しいなと思っています。RBD-02+をRaspberry Piの上に乗せた状態なので、市販されているRaspberry Pi2用のケースは使えません。RBD-02+を販売しているLINUXCOMで3Dプリンタを使ってRaspberry Pi + RBD-02+のケースを作成してくれるのですが、ケースの価格とRBD-02+の価格(4,000円)がほぼ同じなので、ちょっと二の足を踏んでいます。


Rbd02 Rbd02_2 Rbd02_3


以上が本編です。簡単に音が出たように書きましたが、実際には苦労しました。以下に記す現象は個体差もあるので一概に言えないのですが、備忘のために補足で記しておきます。

■volumioのインストール
volumioをダウンロードして、.imgファイルをLinux(ubuntu)のddコマンドでmicroSDカードに書き込んだのですが、最初にインストールしたmicro SDカードではvolumioの起動途中でエラーが出て起動しませんでした。ファイルシステムに関するエラーと表示されたので、別のmicor SDカードに再度volumioをインストールしたところ今度は無事起動しました。
■再生の途中で止まる
楽曲を再生している途中で止まってしまいます。「サーバーが落ちた」という現象みたいで、ネットワークも切断されます。一度電源を切り、再度起動すると何事もなかったように続きを再生し始めます。最初はネットワークを疑ったのですが、そうではなさそうで、ディスプレイに接続して挙動を見ていますと、起動後しばらくするとエラー表示が出ます。micro SDカードのext4のファイルシステムのエラーと出るのですが、ext4のファイルシステムは使っておらず謎です。原因がよくわからず、どういうときに落ちるのかわからないのですが、色々と試すうちにHDMIのケーブルを接続しているとなぜか落ちないようです。全くの泥縄式対処方法ですが、おまじないのようにHDMIケーブルを挿して使っていて、今のところ問題なく動いています。

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2015年4月17日 (金)

スティックPCが面白くなるぞ

小さくてちょっと変わったデジタルガジェットに興味がありますが、このところ新製品の発表が相次いだスティックPCがちょっと面白くなりそうです。

マウスコンピューター MS-PS01F
スティックPCといえば、マウスコンピューターのm-Stickといえるほど話題をさらったMS-NH1の後継で、MS-NH1に冷却ファンを搭載したモデルです。CPUはAtom Z3735F(4コア/4スレッド、1.33GHz/最大1.83GHz)、メモリー2GB、32GB eMMCを搭載しています。通信機能はIEEE802.11b/g/n、Bluetooth4.0に対応。インターフェースは通常サイズのUSB2.0ポートと充電用のマイクロUSBポート、マイクロSDXCカードスロットと、従来モデルのMS-NH1と同じです。OSはWindows 8.1 with Bing(32ビット)。価格は直販価格で20,800円(送料込み)。継続販売される従来モデルのMS-NH1は19,800円(32GBストレージ搭載モデル)と25,800円(64GBストレージ搭載モデル)です。冷却ファンを搭載することにより、高負荷時のパフォーマンス低下を防ぐ効果が見込めます。
Msps01f03_752x



インテル Compute Stick
グローバル企業のインテルもスティックPCを発売することになりました。CPUはAtom Z3735F(1.33GHz/最大1.83GHz)、メモリー2GB、32GB eMMC を搭載。小型冷却ファンを備えています。インターフェースは、USB2.0ポート、マイクロUSBポート、マイクロSDXCカードスロットを搭載。通信機能はIEEE802.11b/g/n対応無線LANとBluetooth 4.0に対応。マウスコンピューターのMS-PS01F、MS-NH1とほぼ同じスペックですね。OSはWindows 8.1 with Bing(32ビット)。価格は149ドルで、国内ではアイ・オー・データ機器が販売し、直販サイトでは、22,140円となっていました。(アマゾンで出品者から海外品をセール価格で17,800円で販売しているのをみました)また、発表によるとLinux搭載モデルも販売されるようですが、メモリ1GB、ストレージ8GBで89ドルという記事と、ubuntu14.04搭載モデルで130ドル(スペック不明)という記事がありました。Linux搭載モデルの詳細仕様、日本での販売の可能性についてはわかっていません。個人的にはLinux搭載モデルに関心があります。日本で販売に期待します。

Intelcomstick640x353



ASUS Chromebit
Chrome OSを搭載したノート型のChrome Bookに加え、小型の据置型のChromeBoxも販売しているASUSが、今度はスティック型のPCであるChromebitを年内に発売することを発表しました。Chromebitの主な仕様はRockchip 3288プロセッサ(4コア Cortex-A17 と 4コアARM Mali T760を組み合わせた、セットトップボックス向けのSoC)、メモリ2GB 、16GB eMMCストレージ、通常サイズUSB 2.0ポート、電源用マイクロUSB端子、HDMI出力端子、無線は 802.11ac対応WiFiとBluetooth 4.0などです。マイクロSDカードスロットは非搭載のようです。
価格は100ドル以下となっており、日本でも発売されるとChrome OSの起爆剤となるかもしれません。

Yu_chromebit




スティックPCの使い方
さて、これらのスティックPCの使い方ですが、m-Stickシリーズを販売しているマウスコンピューターのサイトでは、
  1. テレビにつないでテレビの1つのチャンネルの感覚でメール、ニュースの閲覧などに利用する。
  2. テレビをホームシアターにして、ストリーミングやネットラジオを視聴する。
  3. モニターをクライアントPCにして、外出先でモニターにつないでPCとして利用する。
  4. 店頭ディスプレイを低消費電力のスティックPCで映し出す。
と紹介されています。
また、Compute Stickを販売するアイ・オー・データ機器のサイトではホームユースでは
  1. テレビの大画面でWEBや動画を見る
  2. ゲームを大画面で楽しむ
  3. 手軽に使える2台目パソコンとして
  4. 友人の家でテレビにつないで一緒に楽しむ
ビジネスユースでは
  1. お店のテレビを使ってサイネージとして活用する
  2. プロジェクターに挿してプレゼンテーションに活用する
  3. 共有ベースのパソコンとして活用する
  4. Web教材などを映す教育用パソコンとして活用する
と紹介されています。

スティックPCの使い方を考えたとき、まず思い浮かぶのは、その小型軽量な点を活かして手軽に持ち運びできるモバイル機器としての利用ですが、これが意外に難しそうです。スティックPCを通常のPCとして利用するためには、最低でもディスプレイ、キーボード、ACアダプターが必要になります。タブレットのように、1台あれば完結するわけではありません。外出したときに立ち寄ったカフェでスティックPCを利用する、というような使い方はできないわけです。外出時に、必要な周辺機器をあれこれかばんに詰め込むことを考えると、薄いタブレットを1台持ち運びするほうが楽なように思います。外出先でプレゼンテーションをする場合、スティックPCを利用するのか、タブレットを利用するのか、評価が分かれるところと思います。

次に考えられるのは、小型軽量、低消費電力ということを活かして、テレビの後ろに接続して電源を入れっぱなしにして、必要な時にその場で動画や画像、音楽などを視聴する、というスタイルです。ネットワークに接続しているという前提で考えれば、ソースはインターネットやサーバーなどから取り込むことが可能になります。そのとき、別の機器で試した経験では、テレビに映したWebサイトの細かい文字やメールの文字を読むのは、至近距離からでないと苦しいです。Excelなど細かい作業をするなら、パソコン用ディスプレイに接続して、近くで見るようする必要があります。そうした場合、スティックPCはサブPCの位置づけになるのではと思います。
キーボードなど、今ある機材を利用すれば、安くて場所をとらないPCが入手できることになります。購入を検討する際には使うアプリからOSを何にするのかというとことと、スティックPCではありませんが、低価格で小型軽量という点ではRaspberry Piという選択肢もあるかもしれません。

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2015年4月10日 (金)

CuBoxを音楽サーバーにしてみた

自分でも因果な性分と思うのですが、何かに興味を持つとどんどん深みに入り込んでしまいます。今は、超小型PCを使った音楽再生環境の構築です。前回前々回とRaspberry Piに音楽サーバーのvolumioを導入して、音楽の再生環境を作ったのですが、それに成功したので面白くなり、自宅にもう一つある超小型PCのCuBoxに音楽サーバーを導入することにしました。このCuBox、一辺約5cmの立方体の超小型PCですが、 CPUにARMv7 800MHzを搭載し、メモリーを1GBを積んでいて音楽サーバーにするには問題のないスペックと思います。私が購入したのは、2012年6月で3年近く前になります。現在では私が購入したタイプは生産中止となり、後継のCuBox iシリーズが販売されています。初代CuBoxと後継機の間には互換性はないようです。この初代CuBoxを使って音楽を聴こうと、2013年7月にみみず工房さんのひな祭りバージョンというDebianベース(だったと思う)の音楽サーバーのイメージをインストールして使っていましたが、ちょっと扱いづらく、最近はほとんど利用していませんでした。今回、Raspberry Piでvolumioの使いやすさを実感して、調べてみるとvolumioにはCuBox用のイメージも提供されているので、これを導入することにしました。

結論から言いますとCuBoxへのvolumioのインストールは成功しましたが、Raspberry Piでは対応していたALAC(Apple Lossless Audio Codec)形式のファイルを認識しません。MP3のファイルだと問題ないのですが、私の保有している楽曲はほぼすべてALACなので、これでは使えません。初代CuBox自体すでに生産を終了していて、初代CuBox用のvolumioのイメージもベータ版のままで、2013年12月15日以降更新されていません。ということで、今後ALACに対応するとは考えれれず、CuBoxへのvolumioの導入は実用的ではないと判断しました。そこで、調べてみるとCuBox用の音楽サーバーとしては、みみず工房さんのあと、voyage MuBoxを利用する、というのがほぼ定番となっているようです。これなら導入実績もあります。そこで予定を変更して、CuBoxにvoyage MuBoxを導入することにしました。ところがやってみると予想以上にてこずってしまいました。旧タイプのマシンのことなので今更ながらなんですが、手順を記載しておきます。 導入に当たっては、 Voyage MuBox でミュージックサーバーを組んでみたを参考にさせていただきました。

1.電源を切った状態でCuBoxのmicroUSBのポートとPCのUSBポートをつなぎ、シリアルポートを使ってコンソール接続できるようにします。 ところがここで最初の壁に突き当たってしまいました。準備のために、Windows7機にProlific PL-2303というドライバー(ここにあります)をインストールし、Tera Termでシリアルポートで接続しようとしたところポート(COM3とかCOM4など)を認識しません。おかしいなあとubuntuでscreenコマンドを使ってコンソールを開こうとしても、これもエラーが出て接続しません。ひょっとしてこのCuBox、ハードウェア的に問題があるのでは、と思ったりしたのですが、あれこれやって万策尽きたころ、試しにUSBケーブルを交換したところ挙動が変わりました。よくよく見てみると、CuBoxのmicroUSBポートのそばにケースの一部が出っ張っていて、これが邪魔をしてコネクターがうまく接続できていないことが判明しました。ここまでわかるのに随分と時間がかかりました。カッターナイフでケースの一部を削り取りました。これでようやくコンソール接続が可能になりました。

2. voyage MuBoxをインストールするために、CuBox installerというのを使用します。
2.1 CuBoxのサイトからcubox-installer-o_*.zipをダウンロード、展開し、bootフォルダーをFAT32でフォーマットされたUSBメモリーにコピーします。

2.2 4GB以上の空のmicroSDカードをCuBoxに挿し、bootフォルダーが入ったUSBメモリーをCuBoxのUSBポートの上側につなぎ、コンソール接続、LANケーブルをつないだ上で電源投入する。

2.3 CuBoxのインストーラーが起動する。起動状況は、コンソール接続したPCの画面で確認できます。ところが、やってみるとエラーの連続です。boot.scrというファイルが読み込めないようで、延々と読み込みをリトライします。 初代CuBoxの情報は、今ではあまりなく、途方に暮れてしまいました。もともとこのCuBox、以前みみず工房さんのひな祭りバージョンを導入するにも随分てこずった記憶がよみがえってきました。いよいよ諦めるしかないかなと思っていた時にぶつかったのがこのサイトです。本家voyageのWikiなんですが、CuBoxにvoyage MuBoxの導入手順が丁寧に記載されていました。英語ですが、画面イメージがあるのでとてもわかり易いです。ここでリンクされていたcubox-installer-0_4.zipのbootフォルダーをUSBメモリーにコピーして、再度CuBoxを起動したところ、おお、今度は無事にインストーラーが起動しました。確かめてみるとbootフォルダーのタイムスタンプが最初にうまくいかなかったのとは異なっていました。2012/12/17 19:59のboot フォルダーを使うとうまくいきました。

2.4 インストーラーが起動すると、以下の画面が表示されるので、順番に設定していきます。
1) Obtain IP address from DHCP でOKを押すとIPアドレスを取得します。
2) Run the installer でOKを押すと画面が変わるので      /dev/mmcblk0を選択しOKボタン。
3)インストールするディストリビューションを尋ねてくるので、voyage-mubox-0.9.1を選択。(もう一つあるvoyage-mubox-develは開発版でどちらかをお好みで)
4)NTPの時刻合わせを聴いてくるので、Yesと答える。
5)microSDカードのパーティションを変更することの確認があるのでYesと答える。 インストールが開始されます。(しばらく時間がかかります)
6)インストールが完了すれば、USBメモリーを外し、メニュー画面の一番最後のRebootを選択。OKを押します。
7)コンソール画面にvoyageが起動すれば成功。(ログインID:root パスワード:voyage)

ということで、思わぬところではハマってしまいましたが、終わってみるとインストール自体はとても簡単にできました。

音楽を再生するためには、一度電源を落とし、(私の場合)楽曲の入ったUSBメモリーを挿し、もう一つのUSBポートにUSB DAC(Ratoc RAL-24192HA1)を接続し、LAN接続して電源投入します。コンソール接続は特に必要ありません。iOSデバイスでFingアプリを使い、voyage MuBoxのIPアドレスを確認し、WebブラザーのURL欄にIPアドレスを記入するとvoyageのログイン画面が表示されます(さきほどのIDとパスワードを入力します)。ここで各種設定やデータベースのアップデートを行ったりしますが、最初に何かする必要は特になさそうです。

Voyage_mubox1    Voyage_mubox2 voyage MuBoxの起動画面。URL欄にIPアドレスを入力。

楽曲の再生などのコントロールは、MPDクライアント(iPhoneだとMPoD、iPADだとMPaDなど)を立ち上げると、自動的にVoyage Music Playerを認識し、楽曲データを読み込んでくれて再生が可能となります。このあたりはとてもよくできていると感じます。このMPDクライアントは、Raspberry Piにvolumioを導入したのと同じものなので、プラットフォームを意識することなく同じアプリを利用できます。私にとってうれしかったのは、USB DACとしてRatoc RAL-24192HA1を認識して問題なく再生してくれたことです。(初代Raspberry Pi + volumioの組み合わせではノイズばかりで再生できませんでした) この組み合わせで聴いたところ、CD音源でも各楽器の音がくっきりとクリアに再現されているのがわかります。ただ、24bit/192kHzのハイレゾ音源では、最初はきちんと再生するのですが、1分ほどしたところ、聞こえなくなりました。

Mpad_clifford_brown   MPaDの画面。

これで、自宅の音楽環境としては、PC(Windows7 or 8.1)+foobar2000+RAL-24192HA1、Raspberry Pi+volumio + SE-33SE-U33GX、CuBox+MuBox+RAL-24192HA1という3通りが可能となったのですが、Raspberry Piは、当初考えていた自宅から少し離れた場所にある作業場に設置し、PCとCuBoxは自宅でUSB DACを共有して、気分で使い分けるという形にしようと考えています。Raspberry Pi+volumioを体験して以来、デスクトップPCの電源を落としてファンやHDDの音に邪魔されず、静かな環境で音楽を聴くということになじんだので、自宅では、CuBoxの出番が増えそうです。これで目指していた「好きな音楽を良い音で」と「いつでもどこでも好きな音楽を」という環境に少し近づいたかなと思っています。

Cubox_ral24192ha1_2   CuBox(右)とRAL-24192HA1(左)。とてもコンパクトです。


追記:後日、再度CuBox installerを起動したところ、一度は成功したbootフォルダーでの起動に何度やっても失敗します。あの時なぜうまくいったかわかりません。奇跡が起きたのかもしれません。もしもの時に備えてvoyage MuBoxが入ったmicroSDカードのバックアップを取りました。

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2015年4月 3日 (金)

Raspberry Piをvolumioで音楽サーバーに その2 実験から実用へ

前回は初代Raspberry Piにvolumioをインストールして、音が出るところまで書きましたが、実は音が出たといってもちょっと困ったことが起きました。

■USB DACについて
Raspbery PiにはUSB DACとしてRATOC RAL-24192HA1を接続しましたが、楽曲を再生してみると音は出るのですが、なんていうか楽曲ではなく何やらノイズのかたまりが流れてくるような感じで全く聴くことができませんでした。volumioの設定を変えてみたりしたのですが症状は変わらず、使用に堪えませんでした。そこで以前使っていたとても古い ONKYO SE-U33GXを引っ張り出して接続したところ無事楽曲が再生されました。試しに、以前、RaspiFiで実験したときに使ったaitendo PCM2704を接続してみましたが、これも再生しました。Raspberry PiとUSB DACとの間に相性があるのでしょうか。ONKYO SE-U33GXを通して、楽曲を再生してみましたが、音もクリアに再生してくれます。SE-U33GXは24bit/96kHzまで対応しているので24bit/96kHzの音源を再生したところ、ちゃんと再生してくれました。ちなみに24bit/192kHzの音源を再生したところ、一旦は再生するのですが途中で音が聞こえなくなってしまいました。

■ポータブルUSB HDDの接続
Raspberry Pi にUSBメモリを接続してvolumioで楽曲が再生することができたのですが、USBメモリーの容量の関係で、私の保有している楽曲すべて(約130GB)を保存することはできません。これでは実験レベルになってしまいます。何とかすべての楽曲を再生できるようにならないかと考えたところ、手持ちのポータブルHDDで容量に余裕のあるのがありました。これを利用することにして、HDDにiTunesの楽曲を全部コピーしました。これをRaspberry Piに接続して再生できればOKです。やってみたところ、HDDを認識しません。このHDDはバスパワー接続になっていたのですが、Raspberry Piの供給電力では不足しているようです。そこでAC電源アダプタに接続するセルフパワーのUSBハブをつないで、これにHDDを接続したところ無事認識してくれました。volumioのデータベースのアップデートに時間がかかりましたが、これで手持ちの楽曲をすべてRaspberry Pi+volumioで再生できるようになりました。

■リモートコントロール(MPod、MPaD)、Air Play対応
楽曲の再生はウェブブラウザーで起動したvolumioで行いましたが、別の方法として、MPDプレイヤーを利用できます。iPhoneではMPoD、iPadではMPad、AndroidではMPCなどです。私は、iPhoneとiPad miniを利用していますので、MPoD(無償)とMPad(300円)をそれぞれインストールしました。MPDプレイヤーを使ってみるとなかなか便利で、操作の反応も早くストレスを感じません。また、アルバムアートワークなども自動で表示してくれます。また、楽曲はArtist別やAlubum別などの分類もされています。ただ、ちょっと残念なのは、この分類がたまに不正確なものがあります。でも十分に実用レベルです。ウェブブラウザーで起動したvolumioは反応が少し鈍いので私はもっぱらiPad miniをリモコンとしてMPaDを利用していますが快適です。さらに、volumioはAppleのAir Playにも対応していて、iPhoneなどにある音楽の再生が可能ですが、反応が今一つで私は利用していません。

Mpad_thlonius_monk MPaDの画面

■最後に
今回は、あるものを利用することで、新たな投資はありませんでした。休眠状態だった初代Raspberry Pi、USB DAC、USB HDD、USB ハブなどを再活用することができ、ちょっとした満足感があります。こんな小型のボードでちゃんとした音が出る、ということが感動モノでした。そして、デスクトップPCの電源を落とし、Rapberry Piで音楽を再生すると、ファンやHDDの音もなく、鮮明に音楽が再生されました。最初は作業場に設置することを考えていたのですが、たまにしか使わない作業場ではなく、しばらくは自宅に置いておこうと考えています。そして今後256GBのUSB メモリの価格がもう少しこなれてきたら、レイアウトをスッキリさせるためにUSB HDDからUSB メモリに切り替えたらどうか、と考えています。

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