Réaliser un lecteur audio numérique haute définition à faible coût

Nous souhaitons réaliser un lecteur audio numérique capable de jouer la plupart des formats de fichiers audio numériques du MP3 au DSD en 16, 24 ou 32 bits, en 44, 48, 96, 192 ou 384 kHz, des Webradio, du NAS... Nous souhaitons le piloter depuis un téléphone, un PC, une tablette...

De tels lecteurs existent mais à un coût élevé : plusieurs centaines ou milliers d'euros.

Nous souhaitons réaliser ce lecteur autour de 50 € !

Pour ça, nous allons partir d'un Raspberry (framboise) PI. Rappelons que les Raspberry sont des ordinateurs sous la forme d'une carte qui tient dans la main, coûte une trentaine d'euros. Il est alimenté par microUSB, contient un processeur ARM et de la mémoire, 4 prises USB, un lecteur microSD, une prise HDMI, une prise Ethernet, une sortie audio Jack 3.5 et quelques connecteurs et tout ça pour une trentaine d'euros.
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Ici, nous utilisons un Raspberry 3B+ mais d'autres modèles peuvent convenir.
En général la framboise (Raspberry) fonctionne sous une distribution Linux flashée dans une carte MicroSD.
Ici, pour réaliser le lecteur, nous allons utiliser une distribution spécialisée audio, il en existe pas mal, nous en avons testé quelques-unes comme Rune ou Volumio.
Finalement nous avons choisi MoOde audio : 
https://moodeaudio.org/ 

Une distribution, qui nous a donné d'excellents résultats audio. ( et permet de nombreux réglages)

Recette : 

  1. Un Raspberry Pi (framboise), par exemple un 3B+
  2. Un adaptateur secteur USB suffisamment puissant (au moins 2A) et un câble microUSB de bonne qualité
  3. Une carte microSD d'au moins 8 Go
  4. PC Windows : https://moodeaudio.org/
  5. Download, Download MOODE  6.5.2
  6. On récupère un fichier moode-r652-iso.zip d'environ 1.6 Go
  7. Dézipper (par exemple avec 7zip gratuit) le fichier : on obtient un fichier image moode-r652-iso.img de 3.9 Go
  8. Télécharger et installer si besoin Win32diskimager et l'installer sur le PC
  9. Lancer Win32diskImager
  10. Insérer la carte microSD (avec un adaptateur SD si besoin) dans le PC
  11. Dans Win32diskImager sélectionner la carte microSD (Attention à ne pas se tromper)
  12. Sélectionner le fichier moode-r652-iso.img décompressé précédemment
  13. Clic sur Ecrire pour flasher la carte microSD (quelques mn)
  14. Ejecter avec Windows la carte microSD
  15. Insérer la carte microSD dans la framboise
  16. Connecter la framboise avec l'adaptateur microUSB : la Led rouge s'allume puis la verte s'allume et s'éteint plusieurs fois : Moodeaudio est lancé (environ 1 mn)
  17. Insérer une clef USB avec des fichiers audio, MP3, par exemple pour démarrer dans la framboise (Une vrai clef USB, de qualité, suffisamment rapide : au moins 10 Mo/s)
  18. Connecter un casque audio ou l'entrée de la chaîne hifi sur la prise Jack 3.5 de la framboise
  19. Sur le PC, rechercher dans les réseaux Wifi : Moode et se connecter, le mot de passe par défaut est moodeaudio
  20. Sur le PC, avec un navigateur comme Chrome, aller à l'adresse 172.24.1.1 : l'interface de Moode audio apparaît :
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  1. Clic sur la maison, en haut, à gauche, SDCARD, USB, clic sur un morceau de musique, clic sur Play : on doit entendre le son
  2. A ce niveau, on peut piloter les morceaux de musique depuis PC, téléphone ou tablette mais on ne peut pas écouter les NAS ou les Web radios (la framboise n'est pas reliée à Internet)
  3. PC : MoOde, clic sur m en haut à droite, Configure, SSID (nom de réseau Wifi) : Scan (sinon entrer par exemple Livebox.1234) et entrer le mot de passe Livebox, en haut, SAVE, Quitter et redémarrer la framboise
  4. A partir de maintenant, à partir du PC, on peut accéder aux Web radio, mais plus à partir des téléphones et tablettes !
  5. Sur le PC, dans le navigateur, entrer en adresse web : moode.local 
  6. Dans MoOde, en haut à droite, clic sur m, Configure, Network, notez la nouvelle adresse IP local : par exemple : 192.168.1.31
  7. C'est avec cette adresse que l'on accède aux fichiers musique mais aussi aux Webradio, aux NAS, Youtube... avec PC, téléphone ou tablette... à partir d'un navigateur Web
Ça fonctionne mais la qualité audio est correcte mais pas exceptionnelle : le DAC (convertisseur Digital Analogique) de la framboise est moyen : rapport Signal/bruit, dynamique, fréquence d'échantillonnage, résolution... (Broadcom 16 bits 48 kHz max)
Mais la bonne nouvelle, c'est que l'on trouve d'excellents DAC pour la framboise à tous les prix à partir d'une dizaine d'euros.
C'est une carte munie de 2 embases Cinch RCA (et un Jack) qu'il suffit d'installer (Avec 2 entretoises) sur le connecteur de la framboise pour atteindre des rapports S/N de plus de 115 dB, des bandes passantes jusqu'à 100 kHz et des résolutions jusqu'à 32 bits. Si vous avez les morceaux de musique adéquats (DSD...) en fichier, c'est infiniment meilleur que la qualité CD.
Bon, après, c'est sur qu'il faut un excellent casque ou des enceintes de compétition... (Les enceintes sont souvent le gros point faible de systèmes audio de qualité actuels... Nous recommandons l'achat d'anciennes enceintes d'occasion comme une bonne paire de Cabasse...)

Suite de la recette :
  1. Se procurer un DAC pour framboise (Raspberry) compatible MoOde comme : https://www.ebay.fr/itm/DAC-HIFI-PIFI-Audio-Sound-Card-I2S-interface-for-Raspberry-pi-3-2-B-B-PCM5122/263206451746?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m2749.l2649 à 15 €
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  1. L'installer sur le connecteur de la framboise avec les deux entretoises
  2. Connecter le casque ou l'entrée de l'amplificateur sur les sorties Audio Cinch RCA ou Jack 3.5 du DAC (pas celui de la framboise)
  3. Mettre la framboise sous tension
  4. MoOde, clic sur m, Configure, Audio, Devices, I2S device, remplacer None par le driver adéquat : ex pour le PIFI DAC+ V2.0 : HiFi DAC+
  5. Redémarrer la framboise (m, Power, RESTART) (redémarrer le MDP ne suffit pas) : La Led Rouge ET la Led verte du DAC doivent être allumées.
  6. Ecouter la musique...
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Nota : ce DAC est muni d'un récepteur Infra rouge : on peut aussi ajouter une télécommande pour piloter MoOde...
Nota : il existe aussi des télécommandes infra rouges avec dongle USB qui évite de mettre les doigts dans le cambouis pour modifier les config Linux... Elles sont vues comme un clavier USB.
Nota : certaines télécommandes TV permettent aussi de piloter la carte DAC de la framboise...

Ecouter la musique avec une qualité stratosphérique pour environ 50 € !

On peut se bricoler un petit boîtier ou en acheter des tout faits pour quelques € de plus.
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Attention : dans MoOde Audio, si on modifie des réglages (m, Configure), il est souvent nécessaire de faire un clic sur SET à coté du réglage :

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Ou de faire un clic sur Save, en haut de la fenêtre, sinon le réglage est perdu.

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En cas  de problèmes :

  1. En cas de "glitch" audio :
    1. m, Configure, Audio, MPD, MPD config, EDIT, Audio buffers, Audio buffer size (KB) augmenter : passer de 2048 à, par exemple, 16384, clic sur SAVE
    2. Sinon, essayer de régler la configuration système pour mettre la puissance du CPU sur le maximum en permanence : m, Configure, System, System Modifications, CPU governor, remplacer On-demand par Performance clic sur SET et reboot si besoin
  2. Coupures, redémarrages... vérifier que l'adaptateur secteur fournit assez de courant (et que le câble microUSB est de qualité)

Acronymes :

  1. ALSA : Adance Linux Sound Architecture : ensemble des logiciels audio du noyau Linux
  2. Cinch RCA : prise utilisée en audio pour la BF stéréo analogique (Rouge = Droit, Blanc = Gauche)
  3. Consume : supprime le morceau de la Playlist une fois joué
  4. CPU : Central processsing Unit : autre nom donné au microprocesseur ou processeur dans un ordinateur
  5. Crossfade : fondu enchaîné entre les morceaux
  6. Crossfeed : diminuer l'effet stéréo pour se rapprocher du mono
  7. DAC : Digital to Analog Converter : circuit intégré qui transforme le flux numérique (souvent encodé en I2S) en sorties audio stéréo analogiques
  8. DLNA : Digital Living Network Alliance : alliance de société pour un système d'interopérabilié pour la lecture et le partage d'appareils audio 
  9. DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol : protocole qui permet à un ordinateur de se connecter au réseau pour obtenir sa configuration dynamiquement
  10. DSD : Direct Stream Digital : format audio sans compression ni perte (utilisé dans les CD)
  11. Ethernet : prise ou cordon pour transmettre Internet ou des réseaux par câbles
  12. Glitch : espèce de Crouiiiic audio : bits manquants ou désynchronisés
  13. I2S : format numérique audio stéréo
  14. Hdmi :  connecteur numérique pour vidéo et audio
  15. KB : kilo octets (ne pas confondre avec kb : kilo bits)
  16. Local UI display : standard pour piloter un afficheur relié à la framboise pour MoOde.
  17. MicroSD  : standard pour les cartes mémoires. On peut les insérer dans un adaptateur SD comme une SDcard pour les programmer
  18. MicroUSB :  standard de prise USB (utilisé pour alimenter la framboise), après le miniUSB, le microUSB a tendance à être remplacé par l'USB C
  19. MPD Music Player Demon : lecteur audio libre
  20. NAS : Network Attached Storage : serveur de stockage en réseau autonome : une espèce de disque dur autonome relié à Ethernet ou Internet.
  21. PCM : Pulse Code Modulation : format numérique
  22. Rotary encoder : commutateur rotatif sans fin que MoOde peut gérer pour piloter son interface et choisir des morceaux
  23. RPI ou Raspberry ou framboise : carte ordinateur simplifiée qui tient dans la main, coûte une trentaine d'euros et tourne habituellement sous Linux.
  24. Scrobbler : brouilleur qui nécessite un identifiant et un mot de passe pour écouter l'audio
  25. Shuffle : lecture aléatoire des morceaux de musique
  26. SSID : Service Set identifier : nom d'un réseau Wifi
  27. UPnP : standard de commande pour piloter des interfaces comme MoOde avec d'autres logiciels ou applications

Option : touches :

Le lecteur peut être piloté par un téléphone, une tablette ou un PC  pourvu qu'ill soit reliés au réseau Wifi.
Ici, nous vous proposons une option supplémentaire : ajouter des touches Lecture, Pause, Suivant, Précédent.
Nous vous proposons une solution où il n'y pas nécessaire de modifier physiquement le lecteur : pas de soudures sur la framboise ou le DAC.
Comment ?
En récupérant un vieux clavier PC à fil avec, éventuellement, des touches hors service.

Recette : (voir éventuellement
http://moodeaudio.org/forum/showthread.php?tid=146
  1. récupérer un vieux clavier PC USB
  2. Le démonter pour ne garder que le petit circuit intégré et le câble USBlecteur09.jpg
  3. Le clavier d'un PC est matricé avec des lignes et des colonnes : repérer à l'ohmètre ou en suivant les pistes du clavier quellles bornes du circuit imprimé sont reliés quand on appuie sur les touches a, z, e,r ,t 
  4. Souder 4 boutons poussoirs au circuit imprimé pour simuler ces touches
  5. Vérifier en branchant le "nouveau clavier" sur un PC
  6. Brancher un vrai clavier USB, une souris USB et un moniteur HDMI sur la framboise
  7. Démarrer la framboise
    1. L'écran doit afficher : rasperrypi login:
    2. User : pi
    3. Password  : raspberry (Attention : avec un clavier français, il faut taper raspberrz)
    4. L'écran doit afficher : pi@raspberrypi:~$
    5. Taper :  cd /home/pi (clavier français : cd -home-pi)
    6. Taper : sudo wget http://moodeaudio.org/downloads/
    7. Taper : SSH: sudo systemctl enable triggerhappy

That's All, folks !

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http://spt06.perso.libertysurf.fr

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28/05/2020