Internet Radio
2023.11.01
YouTube でも紹介しています。画像をクリックすると再生できます。
低消費電力のインターネット・ラジオ環境を整備してみました。
英語のリスニングへの活用や音楽を楽しんでみてはいかがでしょうか？
●Raspberry Pi 1 Model B(初代)
最近、Raspberry Pi 5 が発売され、巷では性能評価などが多く取り上げられています。
しかし、システム要件を考えると必ずしも必要とは限りません。
今回は最新機種とは真逆の初代機種を活用します。
Raspberry Pi Model B は、2012年2月に発売が開始されました。
最大消費電力は、Raspberry Pi Zero W と同等の6Wで普通のUSB電源タップに接続して使用することが可能です。
メモリは半分の256MB、クロック数は若干低く700MHz の製品です。
Raspberry Pi 5 の25Wと比較した場合にはその消費電力は1/4以下です。
発売は終了していますが、現在でもヤフオクやメルカリなどで2000円前後で購入可能です。
そして、このスペックであっても十分インターネット・ラジオを視聴することができます。
Raspberry Pi シリーズ最初のボード。 BCM2385 に乗っているアプリケーションコアARM1176JZFはarmv6 命令セットの700 MHz動作します。
初期ロットはメモリが256MBytesだったのに対し、2012-Oct-15以降出荷の512MBytesに容量が増えています。
| シリーズ | Raspberry Pi5 | Raspberry Pi3
Model B+ | Raspberry Pi Zero W | Raspberry Pi
Model B |
| 発売時期 | 2023年9 | 2018年3月 | 2017年2月 | 2012年2月 |
| プロセッサ | BCM2712 64bit | BCM2837 64bit | BCM2835 32bit | BCM2835 32bit |
コア数
クロック | 4/2.4GHz | 4/1.4G Hz | 1/1GHz | 1/700M Hz |
| メモリ | 1～8GB | 1GB | 512MB | 256MB/512MB |
| ストレージ | microSD | microSD | microSD | SD |
| USB | USB2.0:2/3.0:2 | USB2.0:4 | USB2.0:1
(microB/OTG) | USB2.0:2 |
| 有線LAN | 10/100/1000 | 10/100/1000 | | 10/100 |
| 無線LAN | 2.4GHz/5GHz | 2.4GHz/5GHz | 2.4GHz | |
| Bluetooth | 5.0,5.0 LE | 4.2/BLE | 4.1/BLE | |
映像
カメラ | microHDMIx2(4K)
MIPIx2 | HDMI/DSI/CSI | HDMI(mini)/CSI-2 | HDMI/DSI/CSI
コンポジット(RCA) |
| 音声出力 | microHDMIx2/I2S | HDMI/3.5mmジャック | HDMI (mini) | HDMI 3.5mmジャック |
| GPIO | 40 | 40 | 40 | 26 |
| 推奨電源 | 5V 5.0A(25W)
Type-C | 5V/2.5A(12.5W)
micro-B | 5V/1.2A(6W)
micro-B | 5V/1.2A(6W)
micro-B |
●4.3inch Car RearView LCD Monitor（Model:XY-X430）
モニターは初期インストールの際にのみ必要で、HDMI接続のものがあれば足りてしまうのですが、
Raspberry Pi Model B には標準でコンポジット端子(RCA)が付いているので、Ichigojamなどにも使用されている NTSCモニターを使ってみました。
このモニターは車載用なので12V仕様になっていますが、使い勝手が悪いので、USB 5V を昇圧して使用するように改造しました。
●MT3608 DC-DC昇圧電源モジュール
2-24V to 5-28V
・出力電流：Max.2A
・入力電圧：2V～24V
・出力電圧：5V～28V
・変換効率：～93%
モニター基板とUSB電源ケーブルの間に昇圧モジュールを挟むだけの簡単なものです。
昇圧モジュールの入力側に5V USBケーブルを取り付け、12Vに昇圧して、出力側を電源端子に取り付けています。
モニター使用時の消費電力は。
5.238V × 0.15A ＝ 0.786W でした。
4.3インチ車載液晶を5V化
車載モニターなので12V仕様になっていますが、内部モジュールは5V駆動で12Vを5Vに降圧しているようです。
そのため、降圧回路をバイパスして直接5Vを供給することも、実装されている基板によっては容易にできるようです。
●Wi-Fi USB Adapter
このアダプタはRspberry Pi のUSB端子に挿すだけで認識されました。
BUFFALOのWLI-UC-GNMも使えるようですが、Nano2(待機電力：最大約0.5W / 消費電力：最大約1.3W)に比べて消費電力が多いようです。
●Raspberry Pi OS
デスクトップ版は必要ないので、動作の軽いコンソール(CUI)版をダウンロードします。
2021-05-07-raspios-buster-armhf-lite.zip
8GBのSDカードをイメージを焼き付けインストールします。
この初期設定の際にのみワイヤレス英語キーボードのドングルをUSB端子に取り付けます。
$ cat /etc/os-release && uname -r && cat /sys/firmware/devicetree/base/model
NTSCモニターはRCAコンポジット端子に接続するだけで認識します。
2段のUSB端子の上段には英語配列ワイヤレスキーボードのレシーバを取り付けています。
さすがに文字が潰れて見にくいのですが、慣れていればなんとかなります。
初期アカウントは ユーザー名:pi / パスワード:raspberry です。
ネットワーク設定だけ行って、あとはSSH接続で外部から操作します。
$ sudo cat /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=JP
network={
ssid="[ブロードバンドルーターのSID]"
psk="[パスフレーズ]"
}
※idとパスフレーズはダブルクォーテーションで囲むのみです。鍵かっこは必要ありません。
ネットワークIPを固定化します。BUFFALOのブロードバンドルーターなどは下記のようになります。
$ sudo vi /etc/dhcpcd.conf
interface wlan0
SSID [ブロードバンドルーターのSID]
static ip_address=192.168.11.10/24
static routers=192.168.11.1
static domain_name_servers=192.168.11.1
※鍵かっこは必要ありません。IPアドレスは他の機器と重複しないように任意に設定してください。
ssh接続設定を行います。
$ sudo service ssh status
Active: inactive (dead)
$ sudo service ssh start
Active: active (runnning)
自動起動設定
$ sudo systemctl enable ssh
あとは、SSH接続によりTeraTermから操作します。
●インターネット・ラジオの構成
Raspberry Pi のイヤホンジャックとポータブルラジオの外部入力端子を繋いで、スピーカーとして用います。
2段になっているUSB端子の上段にはMP3データの入っているストレージを挿しています。ネット・ラジオの他に手持ちの楽曲も楽しめるようにしています。
●mplayer
インターネット・ラジオに対応している mplayer をインストールします。
$ sudo apt update
$ apt-cache search mplayer | grep mplayer
mplayer - movie player for Unix-like systems
$ apt-cache show mplayer | more
Package: mplayer
Version: 2:1.3.0-8+deb10u1
Architecture: armhf
$ sudo apt-get install mplayer
●視聴
視聴は、Raspberry Pi Model B にSSH接続して、TeraTermから操作しています。
ここではネット・ラジオにmedia-ice.musicradio.comを利用しています。
$ mplayer http://media-ice.musicradio.com/ClassicFMMP3
初代Raspberry Piでも音が途切れることなく視聴できています。
YouTube動画としてアップしていますので、タイトル画像をクリックして、ストリーミングの様子を確認してみてください。
ちなみにそのとき流れていた楽曲は、William Lloyd Webber (1914-1982) / Invocation です。
ネット・ラジオ視聴時の消費電力は
5.076V × 0.42A ＝ 2.132W
USB端子に取り付けているNano2の消費電力を約1Wとすると相当低消費で稼働しています。
●システム空領域の確認
システム用SDカードは8GBのものを用いましたが、全然余裕があります。
$ df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/root 7429048 1535784 5558344 22% /
devtmpfs 187228 0 187228 0% /dev
tmpfs 220204 0 220204 0% /dev/shm
tmpfs 220204 3148 217056 2% /run
tmpfs 5120 4 5116 1% /run/lock
tmpfs 220204 0 220204 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mmcblk0p1 258095 48782 209313 19% /boot
tmpfs 44040 0 44040 0% /run/user/1000
CUI版OSなので空領域も十分残っています。
●インターネット・ラジオの仕組み HTTP Live Streaming (HLS)
HTTP Live Streaming (HLS)は、Apple社が独自に開発した規格で、HTTPストリーミング配信では最も多く利用されているプロトコルです。
HLSはインデックスファイルとセグメントファイルとに分かれて構成されていて、インデックスファイルはm3u8プレイリストと呼ばれ、セグメントファイルの場所や再生時間、再生順序などを定義したメタデータです。
一方のセグメントファイルはtsファイルと呼ばれており、MPEG2 Transport Stream形式で細かく分割された複数の動画データファイル形式で配信されます。
クライアントがライブストリームを再生する際、常にプレイリストをリロードし新しいセグメントをバッファリングすることにより、長時間の配信を可能にしています。
ライブストリームの配信を最適化するPlaylist Delta 更新はHLS Playlistをリロードする新しい方法で、サーバはクライアントに最新の変更だけを送ることにより、ライブストリーム生成時のオーバーヘッドを減少させて
います。
プロトコルを理解する道具として、m3u8 parser を用いると、より深くファイルの構造を知ることができます。
HTTP ライブ ストリーミング (HLS)
HTTP Live Streaming, HLSのまとめ
Playlist Deltaについて
●Mount Point
Garfnet - Internet radio player URLs
Global Streaming
●Adafruit PiTFT - 320x240 2.8" TFT+Touchscreen for Raspberry Pi
たまたまメルカリに初代Raspberry Pi用のTFT HATが出品されていたので、思わず買ってしまいました。
現時点ではまだ市販もされているようです。
PiTFT は Pi 1 モデル A または B にぴったりとフィットするように設計されています。
320x240 16ビットカラーピクセルと抵抗膜式タッチ オーバーレイ(resistive touch overlay)を備えた 2.8 インチ ディスプレイを備えています。
プレートは Pi の高速 SPI インターフェイスを使用し、ミニ ディスプレイをコンソール、X ウィンドウ ポート、画像やビデオなどの表示として使用できます。
ハードウェア SPI ピン (SCK、MOSI、MISO、CE0、CE1) および GPIO #25 および #24 を使用します。他のすべての GPIO は使用されません。スペースが少ししかなかったので、4 つの GPIO に接続されたオプションのスリム触覚スイッチ用のスポットが 4 つあり、基本的なユーザー インターフェイスを作成したい場合に使用できます。
●Installer script
Easy Install
$ cd ~
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install -y git python3-pip
$ pip3 install --upgrade adafruit-python-shell click
$ git clone https://github.com/adafruit/Raspberry-Pi-Installer-Scripts.git
$ cd Raspberry-Pi-Installer-Scripts
$ sudo -E env PATH=$PATH python3 adafruit-pitft.py --display=28r --rotation=270 --install-type=console
$ sudo reboot
1999年公開の映画『マトリックス』風のターミナル・グリーンにしてみました。
コマンドプロンプトの表示形式の設定は、「$PS1」という環境変数に設定されています。
$ echo $PS1
\[\e]0;\u@\h: \w\a\]${debian_chroot:+($debian_chroot)}\[\033[01;32m\]\u@\h\[\033[00m\]:\[\033[01;34m\]\w \$\[\033[00m\]
$ cp .bashrc .bashrc_org
$ vi .bashrc
PS1='${debian_chroot:+($debian_chroot)}\[\033[01;32m\]\u@\h\[\033[00m\]:\[\033[01;34m\]\w \$\[\033[00m\] '
↓
PS1='${debian_chroot:+($debian_chroot)}\[\033[01;32m\]\u@\h:\w \$ '
ツール・ラボ 第15回 Raspbian補足
$ source ~/.bashrc
表示方向の変更は rotate=270 の部分を変更してください。
$ sudo vi /boot/config.txt
dtoverlay=pitft28-resistive,rotate=270,speed=64000000,fps=30
Adafruit PiTFT 2.8" - HELP! (FAQ)
【余談】ESP32による Internet Radio の構築（失敗）
ESP32のWiFi機能を利用してMP3データを取得して、VS1053でデコード、再生しようと考えました。
ESP32S2ボードでは全体的な処理が追い付かないようで、エラーが発生してしまいました。
●VS1053 Codec + MicroSD Breakout - MP3/WAV/MIDI/OGG Play + Record - v4
Adafruit VS1053 MP3/AAC/Ogg/MIDI/WAV Codec Breakout Tutorial
●Adafruit_VS1053_Library
adafruit/Adafruit_VS1053_Library
●Adafruit QT Py ESP32-S2 WiFi Dev Board with STEMMA QT
・ESP32-S2 240MHz
・4 MB Flash & 2 MB PSRAM
・2.4 GHz Wi-Fi (SoC)
・Two I2C ports
・Hardware UART
・Hardware SPI
・Hardware I2S on any pins
・3.3V regulator with 600mA peak output
Adafruit QT Py ESP32-S2
●Qt Py ESP32-S2 Pinout
●Simple Audio Player
| SPEAKER 8Ω | - | VS1053 | - | ESP32S2 |
|---|
| | | VCC | - | 3V |
| | | GND | - | GND |
| | | CLK | - | SCK |
| | | MISO | - | MISO |
| | | MOSI | - | MOSI |
| | | CS | - | A1 |
| | | RST | - | A0 |
| | | XDCS | - | A2 |
| | | SDCS | - | A3 |
| | | DREQ | - | 4 |
| SPEAKER(ー) | - | AGND | | |
| SPEAKER(＋) | - | LOUT | | |
| SPEAKER(＋) | - | ROUT | | |
●schreibfaul1/ESP32-vs1053_ext
schreibfaul1/ESP32-vs1053_ext
DEBUG: Connect to new host: "https://www.voanews.com/mp3/voa/english/nnow/NNOW_HEADLINES.mp3"
DEBUG: Song stopped correctly after 0 msec
DEBUG: SSL has been established in 982 ms, free Heap: 86196 bytes
lastURL: https://www.voanews.com/mp3/voa/english/nnow/NNOW_HEADLINES.mp3
DEBUG: ID3 framesSize: 45
DEBUG: ID3 version: 2.4
DEBUG: ID3 normal frames
DEBUG: Audio-Length: 4768896
DEBUG: slow stream, dropouts are possible
DEBUG: slow stream, dropouts are possible
●参考文献
・The 電子工作 - Internetラジオとプレイヤー
・ESP32でWebRadioを作成 - ブログだいちゃん
・schreibfaul1/ESP32-audioI2S
・asmnoak/ESP32_InternetRadio
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Raspberry Pi（ラズベリー パイ）は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータ。イギリスのラズベリーパイ財団によって開発されている。
Arduinoで学ぶ組込みシステム入門(第2版)
●Arduinoを使って組込みシステム開発を理解する
・ハードウェアやソフトウェアなどの基礎知識/
・設計から実装までを系統的に説明するモデルベース開発/
・Arduinoを用いた実際の開発例
最新 使える! MATLAB 第3版
◆◆すぐに「使える!」 全ページフルカラー!◆◆
・MATLAB R2022bに対応し、解説もより詳しく!/
・コマンド・スクリプトの例が豊富で、動かして学べる!/
・超基本から解説。これから使いはじめる人にぴったり!/
・全編フルカラー、スクリーンショットも豊富!
Amazon Web Services基礎からのネットワーク＆サーバー構築改訂４版
1.システム構築をインフラから始めるには/
2.ネットワークを構築する/
3.サーバーを構築する/
4.Webサーバーソフトをインストールする/
5.HTTPの動きを確認する/
6.プライベートサブネットを構築する/
7.NATを構築する/
8.DBを用いたブログシステムの構築/
9.TCP/IPによる通信の仕組みを理解する
C言語は第二の母国語: 独学学生時代から企業内IT職人時代に培った、独立のための技術とノウハウ 平田豊著
学生時代から独学でプログラミングをはじめ、企業内でデバイスドライバを開発し、そして独立後もたくさんのアプリケーション開発や技術書制作に携わってきた著者。その筆者が大事に使い続ける「C言語」の“昔と今”について、気づいたことや役立つ知識、使ってきたツールなどについて、これまで記してきたことを整理してまとめました。
本書では、現役プログラマーだけでなく、これからプログラミングを学ぶ学生などにも有益な情報やノウハウを、筆者の経験を元に紹介しています。
1冊ですべて身につくJavaScript入門講座
・最初の一歩が踏み出せる！ 初心者に寄り添うやさしい解説
・最新の技術が身につく！ 今のJavaScriptの書き方・使い方
・絶対に知っておきたい！ アニメーションとイベントの知識
・プログラミングの基本から実装方法まですべて学べる
図解！ Git & GitHubのツボとコツがゼッタイにわかる本
ソフトウェア開発では欠かすことのできないGit、GitHub。
これからGit、GitHubを使いたいという入門者の方でも、実際に手を動かしながら使い方を学べます。
C自作の鉄則！2023 (日経BPパソコンベストムック)
メーカー製のパソコンはスペックが中途半端で、自分が本当に欲しい機種がない――。そう思っている人には、ぜひ自作パソコンをお薦めします。自作パソコンのパーツは進化が速く、しかも驚くほど種類が豊富。価格も性能も、幅広く用意されているため、満足度100％の“自分だけの1台”を手に入れることができます。
Interface 2023年6月号
特集：第1部 フィルタ設計 基礎の基礎/
第2部 係数アプリや波形観測アプリで合点！FIR&IIRフィルタ作り/
第3部 配布プリント基板で体験！マイコンで動くフィルタ作り
日経Linux 2023年5月号
【特集 1】 AI時代の最強フリーソフト ～ 25のやりたいを実現！
【特集 2】 AWS、Azureのうまみを無料で体感！面倒なことはクラウドに任せよう
【特集 3】 新しいRaspberry Pi Cameraで遊んでみよう
【特集 4】 Linuxで旧型PCを復活！ 1kg切るモバイルPCを「ChromeOS Flex」でChromebook化
ラズパイマガジン2022年秋号
特集：5大人気ボード 電子工作超入門
「半導体不足で在庫が不足し、電子工作のボードがなかなか買えない…」。そんな今にふさわしい特集を企画しました。5種の人気ボードにすべて対応した電子工作の入門特集です。「GPIO」や「I2C」を使った電子パーツの制御方法は、どのボードでも同じです。手に入れられたボードを使って、今こそ電子工作を始めましょう。
地方で稼ぐ! ITエンジニアのすすめ
学歴、理系の知識、専門スキル……全部なくてもITエンジニアになれる!
地方でも高収入でやりがいをもって働ける!ITエンジニアの魅力を一挙大公開
Raspberry Piのはじめ方2022
本書は、ラズパイやPicoの買い方やインストール、初期設定といった基本から、サーバー、電子工作、IoT、AIといったラズパイならではの活用方法まで、1冊でお届けします。
ラズパイをこれから始める方向けに、全36ページの入門マンガ「女子高生とラズベリーパイ」も巻末に掲載。これを読むだけでラズパイがどんなものなのか、すぐに分かって触れるようになります。
ハッカーの学校 IoTハッキングの教科書
生活にとけこみ、家電機器を便利にするIoT技術。
Webカメラなど、便利の裏側に潜むセキュリティの危険性をハッキングで検証。
専門家がパケットキャプチャからハードウェアハッキングまで、その攻撃と防御を徹底解説。
本書は2018年7月に刊行された「ハッカーの学校IoTハッキングの教科書」に一部修正を加えた第2版です。
攻撃手法を学んで防御せよ! 押さえておくべきIoTハッキング
本書は、経済産業省から2021年4月にリリースされた、IoTセキュリティを対象とした『機器のサイバーセキュリティ確保のためのセキュリティ検証の手引き』の『別冊2 機器メーカに向けた脅威分析及びセキュリティ検証の解説書』をもとに、IoT機器の開発者や品質保証の担当者が、攻撃者の視点に立ってセキュリティ検証を実践するための手法を、事例とともに詳細に解説しました。
ポチらせる文章術
販売サイト・ネット広告・メルマガ・ブログ・ホームページ・SNS…
全WEB媒体で効果バツグン!
カリスマコピーライターが教える「見てもらう」「買ってもらう」「共感してもらう」すべてに効くネット文章術
プログラマーは世界をどう見ているのか 西村博之著
イーロン・マスク(テスラ)、ジェフ・べゾス(Amazon)、ラリー・ペイジ(Google)…etc.
世界のトップはなぜプログラマーなのか?
ニーア オートマタ PLAY ARTS改 <ヨルハ 二号 B型 DX版> PVC製 塗装済み可動フィギュア
「NieR:Automata」より、ヨルハ二号B型こと2BがPLAY ARTS改に新たに登場!
高級感の感じられるコスチュームや髪の質感、洗練されたボディバランス、細かなデティールに至るまでこだわり抜かれた逸品。
DX版には通常版のラインナップに加え2Bの随行支援ユニット ポッド042などをはじめ“純白の美しい太刀"白の約定やエフェクトパーツ、自爆モードを再現できる換装用ボディパーツ、シーンに合わせて変えられる顔パーツ2種も付属する豪華な仕様に。
作中のあらゆるシーンを再現することが可能なファン必見の一品となっている。
Newtonライト2.0 ベイズ統計
ベイズ統計は,結果から原因を推定する統計学です。AIや医療などの幅広い分野で応用されています。その基礎となるのは18世紀に考えだされた「ベイズの定理」です。
この本では,ベイズ統計学のきほんをやさしく紹介していきます。
白光(HAKKO) ダイヤル式温度制御はんだ吸取器 ハンディタイプ FR301-81
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ケイバ(KEIBA) マイクロニッパー MN-A04
サンハヤト SAD-101 ニューブレッドボード
白光(HAKKO) HEXSOL 巻はんだ 精密プリント基板用 150g FS402-02
[Amazon限定ブランド]【指定第2類医薬品】PHARMA CHOICE 解熱鎮痛薬 解熱鎮痛錠IP 100錠
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