如何利用樹莓派Zero Wireless實現(xiàn)微型流媒體收音機的設(shè)計

項目靈感

我曾經(jīng)喜歡玩我父親 1940 年代的 Zenith 收音機，收聽美國和世界各地的電臺。多年來他的魅力一直縈繞在我心頭：美麗的表盤、與那些調(diào)音旋鈕的奇妙觸感。Zenith 是當(dāng)時的“用戶界面”之王。因此，我一直在關(guān)注其他有老式廣播項目的人并渴望自己動手制作一個復(fù)古廣播 - 重現(xiàn)那些美好的舊時光。

而現(xiàn)在它就在這里 ，并且非常的便攜。

我研究了很多舊收音機。例如“大教堂”收音機，看起來很酷，但很難用 3D 建模、打印和組裝。最后，我選擇了經(jīng)典的 Zenith “Cube” 5R216 型號。我并沒有試圖完全的復(fù)制 5R216。我只是想要添加一些類似的外觀元素。

特別說明 - 3D 打印、焊接、代碼安裝

這個項目有大量的焊接工作，有些有點挑戰(zhàn)性。真正的工作從將組件組裝到 3D 打印外殼中開始。外殼小于 5 英寸/120 平方毫米（如果您不按比例放大 3D 打?。?。如果你的手很大，你可能會遇到困難。如果您有更大的構(gòu)建平臺 3D 打印機，我強烈建議您按比例放大盒子和正面 - 但您必須保持其他尺寸相同。

成本

約 100 美元

構(gòu)建時間

2 天，不包括 3D 打印。3D 打印分為兩個主要部分，6.5 小時和 11.5 小時，以及 2x 1 小時打印。

項目概述

完成此項目后，您將擁有一個由流行的羅技媒體服務(wù)器 （LMS） 提供支持的工作互聯(lián)網(wǎng)流媒體廣播。LMS 的客戶端 SqueezeLite 安裝在同一個樹莓派上，構(gòu)成一個完整的獨立音樂系統(tǒng)。您將能夠使用調(diào)諧旋鈕調(diào)諧 5 個（或更多，通過一些小的代碼調(diào)整）您最喜歡的 Pandora 頻道、互聯(lián)網(wǎng)廣播電臺或播放列表。您也可以使用提供的網(wǎng)頁來控制音樂，或使用IOS / Android應(yīng)用。PI TFT 顯示屏將模擬與調(diào)諧旋鈕配合使用的收音機表盤。調(diào)諧旋鈕還可以讓您選擇不同的屏幕：裝飾藝術(shù)時鐘或“正在播放”的封面藝術(shù)。按下調(diào)諧按鈕將切換暫停/播放、循環(huán)顯示屏幕并重新啟動 SqueezLite 播放器。另一個旋鈕將打開和關(guān)閉設(shè)備，并控制音量。

如果你想使用Pandora，你必須有一個付費賬戶。

如何運行

pi3d 圖形軟件繪制收音機表盤和指針，以及裝飾藝術(shù)時鐘和 Now Playing 藝術(shù)。當(dāng)調(diào)音旋鈕轉(zhuǎn)動指針時，它的位置（基于圓的度數(shù)）在字典中查找。pylms 軟件是 LMS 命令的 Python 包裝器。如果收藏夾在預(yù)映射位置的字典中，pylms 會向羅技媒體服務(wù)器 （LMS） 發(fā)送播放請求。然后，LMS 向 SqueezeLite 播放器發(fā)送播放收藏夾的請求。

調(diào)諧旋鈕也是一個按鈕。短按可通過 pylms 切換暫停/播放。長按會觸發(fā)屏幕更改為時鐘或正在播放的藝術(shù)作品，或返回收音機撥號。Pi3d 顯示時鐘。Now Playing 藝術(shù)和曲目標(biāo)題從 LMS 傳遞到 pi3d 以進行繪制。向上/向下轉(zhuǎn)動音量旋鈕會通過 pyLMS 發(fā)送請求。音量旋鈕也有一個按鈕。它可以觸發(fā)安全關(guān)機/開機/重置。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱下面的操作部分。

過程

在構(gòu)建時測試硬件/軟件模塊以確保一切正常，這是工作流程：

下載/配置/測試所需軟件

焊接元件并進行測試?；氐杰浖?。根據(jù)需要重復(fù)。

打印 3D 零件。后加工品嘗

在最終組裝到外殼之前測試完成的硬件

在 3D 機箱中組裝硬件

最后 - 非常高興收聽廣播電臺 K-YOU（密西西比河以東的 W-YOU）

建造

第 1 步：Raspbian Stretch Lite

下載Debian Stretch Lite

安裝到micro sd卡。這是一套很好的說明。

需要將兩個文件添加到新的 sd 映像卡上的 /boot 目錄中。

在Windows上，創(chuàng)建一個名為 ssh 的空文件和一個名為 wpa_supplicant.conf 的文件，其內(nèi)容如下所示（第二個框）

對于Linux/Mac：

對于Windows/Linux/Mac ，輸入并保存以下內(nèi)容，將 ssid 和 psk 更改為路由器的 ssid 和密碼：

配置 Raspbian 后，無頭運行（無顯示器/鍵盤/鼠標(biāo)） - 將 SD 卡插入您的 pi 并打開電源。等待幾分鐘讓 pi 完全啟動。如果您運行的是 Windows，請下載 putty 終端模擬器以使用 SSH 連接到 pi。您應(yīng)該能夠從路由器的網(wǎng)頁中找到 IP 地址。并且，從 Mac/Linux 終端通過 SSH 登錄：

其中“192.168.0.xxx”=您的 pi 的 IP 地址（不帶引號）。默認(rèn)密碼是覆盆子。確保在第一次登錄時更改它。您還應(yīng)該按照gerrelt 的建議，通過以下方式配置其他設(shè)置：

網(wǎng)絡(luò)選項/主機名（我將主機命名為 miniz）

位置選項

高級選項 - 擴展文件系統(tǒng)和內(nèi)存拆分

對于內(nèi)存拆分，將值更改為 128 （稍后需要 pi3d）

完成配置后，重啟。當(dāng)您重新登錄時，更新軟件包并設(shè)置 git：

克隆這個 github 存儲庫將在 /home/pi/miniz 下創(chuàng)建一個新目錄。此 miniz 目錄包含此項目所需的所有資產(chǎn)，包括安裝腳本和文檔。

第 2 步：準(zhǔn)備初始硬件

將樹莓派堆疊頭焊接到 pi 零。這將通過面包板將單聲道放大器和揚聲器連接到 pi 以進行聲音安裝測試。注意方向。pi 零接頭引腳將插入 piTFT 的背面。所以，圓周率上的所有引腳都是顛倒和向后的！這很令人困惑，可能會導(dǎo)致錯誤連接。

這張圖應(yīng)該會有所幫助。轉(zhuǎn)動 pi，使 pi 的背面朝上，樹莓派的大絲網(wǎng)版面朝上：

插入堆疊頭，使母頭朝上，面向自己這邊。用藍色油漆工的膠帶或藍色大頭釘固定標(biāo)題。確保它們完全插入并與電路板成 90 度。將 pi 翻過來進行焊接。

我發(fā)現(xiàn)焊接堆疊頭很困難。我不得不重新做幾個橋接焊針和一些接頭不良的焊針。我的建議是慢慢來，小心，先焊接內(nèi)部引腳，然后外部。單向工作，一次完成一排針。

接下來，設(shè)置單聲道放大器，這是一項快速焊接工作。Adafruit 在learn.adafruit.com上有關(guān)于放大器的完整文章。跟隨該教程并完成從概述到 Raspberry Pi 測試的所有部分，但Raspberry Pi 設(shè)置是必不可少的。要完成測試，您必須用兩根至少 3 英寸/80 毫米長的導(dǎo)線將揚聲器焊接起來。施加在接頭上的熱縮可提供良好的應(yīng)力消除。請記住，您必須運行安裝腳本兩次！

當(dāng)單聲道放大器連接到面包板上時，您可能會聽到一些噼啪聲。那是因為面包板上的跳線可能松動。嘗試推/握面包板電線，您可能會聽到更清晰的聲音。當(dāng)您與閥蓋有正確的焊接連接時，這將得到解決。另外，請注意 Adafruit 教程說“用大量焊料在兩個引腳上焊接！” 在放大器揚聲器連接上。

我選擇了Parts-express 的 GRS 3FR-4 揚聲器，因為它有安裝孔和良好的聲音頻率范圍。它使用螺釘和螺母直接安裝到 3D 外殼上，以保持復(fù)古外觀。不會與發(fā)燒友的品質(zhì)相混淆，但聽起來很愉快。

檢查 alsa 聲音控制器：

它應(yīng)該如下所示：

要使旋轉(zhuǎn)編碼器正確安裝到外殼中，請切割側(cè)面安裝片并小心地將焊針彎曲到與底座平行：

連接旋轉(zhuǎn)編碼器，使用 2 根黑色線 （GND） 和 3 根不同顏色的線連接每個編碼器上的其他引腳。當(dāng)編碼器安裝在 piTFT 下方的視線之外時，不同的顏色將幫助您分辨哪個編碼器連接到哪里。剪斷約 7 英寸/***長的電線。用大量焊料對引腳和電線進行鍍錫。對于每根電線，用烙鐵將電線壓入針腳，直到焊料流動。取下熨斗并用另一只手繼續(xù)按住電線，直到焊料冷卻?？梢郧笾愕募胰嘶蚺笥褏f(xié)助。

我使用熱縮管來緩解應(yīng)力。 將電線輕輕向上彎曲 90 度角，使其遠(yuǎn)離編碼器軸以裝入外殼中。將拇指放在銷釘上，以防止在彎曲時銷釘折斷。

彎曲后小心處理編碼器線！由于我的處理過于粗暴，不小心弄斷了一個大頭針，不得不重新做一個編碼器。

您完成的編碼器應(yīng)如下所示：

miniz 目錄中包含一個測試程序 test_rotary_switches.py。根據(jù)該程序中的引腳分配（TUNE 和 VOLUME）將編碼器連接到 pi 母頭。

去測試：

第 3 步：設(shè)置音樂軟件

以下腳本的原始來源是 gerrelt。Gerrelt 撰寫了有關(guān)安裝Logitech Media Server （LMS）和Squeezlite的出色文章。

Gerrelt 說 Spotify 是這種設(shè)置的一種可能性。唉，Spotify 對 LMS 的支持已于 2017 年 7 月 19 日停止。

使用 /home/pi/miniz/scripts 目錄中的腳本（由 git clone 創(chuàng)建）進行 LMS 和 SqueezeLite 安裝（一一運行）：

miniz 使用與 gerrelts 教程不同的聲音設(shè)備。Adafruit 安裝軟件會將單聲道放大器設(shè)置為音頻源，特別是 /boot/config.txt 中的 dtoverlay=hifiberry-dac。

默認(rèn)的 hifiberry-dac 無需更改 gerrelt 即可工作。但是：您需要在其中一個 gerrelts 腳本中注釋掉一行，才能讓 Squeezelite 運行。此外，取消注釋SB Server 的行，如下所示。進行以下更改以使 LMS/SqueezeLite 正常運行：

在配置 Logitech Media Server 之前，您需要創(chuàng)建一個目錄來存儲您的音樂。當(dāng)您進入網(wǎng)頁時，系統(tǒng)會詢問您使用哪個目錄。我只是在 miniz 的根級別創(chuàng)建了一個名為“音樂”的音樂：

將一些音樂復(fù)制到此目錄以在接下來的步驟中測試界面。Filezilla可以使用 Windows/Mac/Linux 客戶端復(fù)制文件。對于播放列表：

要從遠(yuǎn)程共享（例如 NAS 設(shè)備或 Windows 共享）添加音樂：

其中 192.168.0.xx 是遠(yuǎn)程服務(wù)器/共享的地址，如果您希望將其作為永久共享，則在重新啟動后保留：

第 4 步：配置羅技媒體服務(wù)器

LMS 提供一個用于配置和控制的 html 頁面。從您喜歡的瀏覽器連接到它。使用您的樹莓派的 IP 地址，后跟：9000，例如。- http://192.168.0.xxx:9000

首次運行時，LMS 將提示輸入 mysqueezebox.com 電子郵件和密碼。Pandora、TuneInRadio（免費流媒體廣播電臺）、SOMA 和 Podcast 等應(yīng)用程序要求您在 mysqueezebox.com 上創(chuàng)建一個帳戶。稍后再談?，F(xiàn)在，單擊頁面底部的“跳過”。

在下一頁上，導(dǎo)航到 /music（上面創(chuàng)建的目錄）并按“下一步”。為播放列表選擇一個文件夾 - 我們創(chuàng)建了播放列表。單擊“下一步”，然后單擊“完成”。

從右上角的下拉菜單中選擇。這是您的新 pi 的主機名。如果它是您唯一的 Squeeze 播放器，它應(yīng)該會自動顯示。

在左側(cè)窗格中，導(dǎo)航到我的音樂/音樂文件夾，然后將鼠標(biāo)懸停在您要播放的歌曲或?qū)］嬌?。仍然在左?cè)窗格中，但在右側(cè)，將出現(xiàn)三個圖標(biāo)。單擊“播放”圖標(biāo)開始。

第 5 步：應(yīng)用程序

如果您想使用 Pandora 或我之前提到的其他應(yīng)用程序，您需要登錄 mysqueezebox.com 并單擊“創(chuàng)建帳戶”。保存您的帳戶信息 - 您需要在設(shè)置應(yīng)用程序后將其輸入 LMS。創(chuàng)建帳戶并登錄后，單擊頁面頂部的“應(yīng)用程序庫” 。從列表中選擇一個應(yīng)用程序，然后單擊右上角的藍色“安裝應(yīng)用程序”按鈕。之后，單擊配置。

對于 Pandora，輸入您用于 Pandora的用戶名和密碼。

點擊播放器設(shè)置。您的玩家姓名應(yīng)出現(xiàn)在列表中。

將狀態(tài)設(shè)置為啟用并將主頁設(shè)置為“在主菜單上顯示” 。

不要忘記單擊屏幕底部的藍色“保存更改”按鈕。

從 mysqueezebox.com 注銷并返回 LMS 網(wǎng)頁。在 LMS 的右下方窗格中，單擊設(shè)置。單擊下一頁上的 mysqueezebox.com 選項卡，然后填寫您用于創(chuàng)建 mysqueezebox 帳戶的用戶名和密碼。完成后，單擊應(yīng)用，然后單擊屏幕右下方的關(guān)閉。

快完成了！再次單擊Settings ，然后單擊Plugins選項卡。向下滾動并確保Pandora應(yīng)用程序（或您設(shè)置的任何應(yīng)用程序）旁邊有一個復(fù)選標(biāo)記。單擊應(yīng)用。作為附加檢查，在右側(cè) Pandora 的“作者”列中，應(yīng)該有一個指向 Logitech 的鏈接。如果您單擊它，并且您已正確設(shè)置，該鏈接將在 Pandora 的配置對話框中再次打開mysqueezebox.com 。您可以關(guān)閉它并單擊插件頁面的關(guān)閉。

返回 LMS主頁；點擊我的應(yīng)用程序。您應(yīng)該會在我的應(yīng)用程序下看到 Pandora 或其他新添加的應(yīng)用程序。如果您沒有看到它，請嘗試刷新網(wǎng)頁。如果這不起作用，請嘗試重新啟動羅技媒體服務(wù)：

設(shè)置收藏夾

如果收藏夾在miniz.py程序的收藏夾中鏈接，則收音機撥號將自動開始播放收藏夾。

收藏夾也可以從 LMS 網(wǎng)頁播放。

這是 TuneIn Radio 收藏夾的示例。LMS 中的 TuneIn 應(yīng)用程序?qū)⒅笇?dǎo)您按多個標(biāo)準(zhǔn)選擇電臺。此示例使用：

主頁》瀏覽》按位置》北美》美國》加利福尼亞》舊金山》按流派》古典音樂

要創(chuàng)建收藏夾，請將鼠標(biāo)懸停在左窗格右側(cè)的心形圖標(biāo)上，然后單擊它以保存為收藏夾。

返回 LMS 主頁（您只需單擊上圖中的“主頁”）。您應(yīng)該會在收藏夾列表的末尾看到添加的新項目。

注意：“on mysqueezebox.com”的收藏夾始終添加到此列表中。該列表是基于零索引的。所以，這里創(chuàng)建的新收藏夾是第 6 號。

第 6 步：piTFT

使用 Adafruit 教程為 OpenGL 設(shè)置 3.5 英寸 piTFT 。雖然這是為 Raspbian Jessie 編寫的，但它適用于 Stretch。

在pitft-fbcp.sh啟動時，選擇“4.手動配置選項”，在提示符處輸入以下值：

使用手動配置操作進行 piTFT 3.5 英寸設(shè)置，HDMI 旋轉(zhuǎn)選項 4和TFT 旋轉(zhuǎn)2，90度。當(dāng)連接到 piTFT 時，這會將 pi 定向為零，因此其電源連接器位于右下方。

第 6 步：設(shè)置 Python 庫

第 7 步：準(zhǔn)備案例

我的 3D 打印機是小/慢/便宜的 Monoprice Mini Select。由于涉及的打印時間長，我將表殼的主體分成兩部分 - 正面和表殼。這是面部/外殼打印的 Cura 模擬以及可選的自定義旋鈕（需要 2 個）。

miniz/docs 目錄以及 STL 文件中包含 Cura 打印設(shè)置。

移除支撐材料

打磨表面和外殼的邊緣

用藍色畫家的膠帶把它們粘在一起

將4 個 M2.5 支座粘在桿面內(nèi)側(cè)提供的底座上。少量地在螺紋和支架底部涂抹強力膠。小心你不要把強力膠粘在支架上，會堵住它。在支座螺絲孔上貼一點膠帶會有所幫助。

內(nèi)部熱膠- 使用穩(wěn)定的膠珠使接縫更整潔

選項：使用 XTC3D 完成

選項：打印自定義 Z 徽標(biāo)旋鈕和擋板

我發(fā)現(xiàn)移除格柵支架具有挑戰(zhàn)性。什么對我有用：首先用力按下單個格柵支架的整個長度，將其與外殼分開。然后，交替按壓/拉動支撐條的中心，逐漸增加力量。有時，我想我用了這么大的力量，我可能會破案。最終，格柵工作成一大塊。用對角刀和薄指甲銼清潔邊緣上的小塊。機箱上的側(cè)格柵支架大約需要 20 分鐘才能拆除。

將正面粘貼到外殼上：

此時機箱已準(zhǔn)備好組裝。我做了一些額外的工作，在外殼上涂了一層 XTC3D，在臉上涂了兩層。這是一個很好的產(chǎn)品，結(jié)果可能很好——但也有一些問題：

用洗碗液清潔您的模型并確保它絕對干燥

在通風(fēng)良好的地方使用；有異味

使用丁腈手套、護目鏡和長袖等防護服

工作時間約10分鐘

XTC3D 有點自流平，但這意味著它可以在您意想不到的地方流動 - 嘗試讓您的涂層模型保持水平，或垂直放置在收集盤上，并觀察您的手部動作！

XTC3D 可以流到邊緣和曲面。在工作期間，我用牙簽防止 XTC3D 在圓形格柵邊緣堆積

結(jié)果很好 - 有光澤和光滑。但有一些微小的氣泡和灰塵夾雜物

固化時間通常為2小時。當(dāng)我認(rèn)為它已經(jīng)治愈并在盒子里留下指紋時，我觸摸了模型。

將可選旋鈕噴漆黑色。對于 Z 標(biāo)志，用非常細(xì)的刷子或尖頭牙簽輕拍水性金色金屬丙烯酸涂料。油漆會流一點，所以要注意邊緣。如果快速涂抹，水性丙烯酸涂料可以用濕抹布清潔。我用金色金屬和砂光噴涂了表圈，每個應(yīng)用兩次。最后，我在旋鈕和邊框上應(yīng)用了 XTC3D。那真的是黃金POP ！

第 8 步：最終焊接

Adafruit 在發(fā)動機罩上生產(chǎn)了另一款出色的永久原型板。但是，由于 raspberry pi 的布局，對于您的特定應(yīng)用程序/使用，引腳可能位于尷尬的位置。例如，連接單聲道放大器需要電路板一端的引腳 18 和另一端的引腳 19 和 21。需要一些周到的路由！

miniz/docs中有一個引腳映射文檔供參考。

將母頭分成 （2） 個 3 針件和 （1） 個 4 針件。Adafruit 產(chǎn)品頁面上有關(guān)于如何執(zhí)行此操作的提示。

按以下順序焊接電線：

雙 20 針公頭，短端焊接在圖中的“TOP”上

在圖表的“TOP”側(cè)插入女性標(biāo)題

“TOP”上的 GND/5V 跳線；#19 和 #21 的跳線將覆蓋這些焊點

“底部”電線

完成的電路板應(yīng)如下所示：

此時，最好先對硬件組件進行最后檢查，然后再將所有東西都塞進那個小盒子里。

將 pi 安裝到 piTFT 顯示器

將引擎蓋插入 pi

將旋轉(zhuǎn)編碼器線插入母頭

將揚聲器線擰入單聲道放大器

應(yīng)該看起來像這樣：

充電！

如果一切順利，您應(yīng)該會在大約 2 分鐘后看到這一點，以便啟動：

現(xiàn)在把所有東西都拆開，這樣你就可以把它放在箱子里了。

第 9 步：安裝到機箱中

首先安裝旋轉(zhuǎn)編碼器 - 將它們與外殼成 45 度角，以便為 piTFT 周圍的電線留出間隙

布線/整理電線，這樣它們就不會阻礙安裝 piTFT 或揚聲器。調(diào)諧旋鈕線將在 piTFT 和揚聲器下方運行

Adafruit 編碼器旋鈕工作正常。定制旋鈕在軸上需要一點藍色大頭釘，以便為按鈕提供足夠的行程。作品。

用 M2.5 螺絲將 piTFT 擰入支架

將 4/40 鋼螺釘插入揚聲器孔中，螺釘頭位于外殼內(nèi)部。我使用小的（12 毫米 D）釹磁鐵將下部螺釘固定到位，直到我可以在外面安裝一個螺母。要卸下磁鐵，請用手指牢牢按住它，然后在揚聲器框架周圍滑動直到松開。

從外殼外部，將 4 個黃銅 4/40 橡子螺母擰緊到螺釘上

將左角 USB Micro 電纜連接到 pi。安裝pi后沒有空間連接此電源線

將 pi 安裝到 piTFT。強光是有幫助的。將 pi 稍微傾斜遠(yuǎn)離外殼壁，足以看到引腳上的對齊情況。確保銷正確對齊并慢慢按下。

將引擎蓋安裝在 pi 上，與將 pi 安裝到 piTFT 的技術(shù)相同

將揚聲器線擰入放大器

將編碼器線插入其引腳和接地

現(xiàn)在，做好搖滾的準(zhǔn)備了嗎？！

功能

播放/暫停：按住調(diào)音旋鈕慢數(shù) 1-2，但首先將指針從收藏夾移開。否則，自動播放將繼續(xù)覆蓋暫停

切換屏幕：按下調(diào)諧旋鈕以慢計數(shù) 1-2-3-4-5。將從撥號循環(huán)到時鐘，再到正在播放，然后再返回?fù)芴?/p>

重新啟動 SqueezeLite：按下調(diào)諧旋鈕超過 10 次。SqueezeLite 在播放 6-8 小時后會產(chǎn)生失真的音頻，重新啟動相當(dāng)快。我一直開著我的，并以這種方式修復(fù)音頻。。。。

音量：向上/順時針；向下/計數(shù)器（反）順時針

電源：按音量按鈕 》 3 秒可觸發(fā)安全關(guān)機。關(guān)閉時，較短（《3 秒）的按下會打開 pi。開啟時，按下 《 3 秒會重新啟動

Now Playing Art：Pandora 自動提供此功能。對于本地音樂，將名為folder.jpg或cover.jpg的專輯封面圖像復(fù)制到專輯目錄中，然后重新掃描（設(shè)置/基本設(shè)置/查找新的和更改的媒體文件）。如果本地相冊缺少藝術(shù)作品，則會顯示默認(rèn)圖像。