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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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