Framboise : lecteur numérique haute définition

Réaliser un lecteur audio numérique haute définition à faible coût : la Framboise

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 piloter la framboise 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 ou USB C, une prise HDMI, une prise Ethernet, une sortie audio Jack 3.5 et quelques connecteurs et tout ça pour une trentaine d'euros.

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 la framboise, 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 audios. (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 ou USB C de bonne qualité

3. Une carte microSD d'au moins 8 Go propre (sans partitions… sinon https://forums.commentcamarche.net/forum/affich-4565007-supprimer-partition-non-alloue-microsd-6-go)

4. PC Windows : https://moodeaudio.org/

5. Download, Release 9.0.8, Raspberry Pi Imager, Image2024...(1.3 Go)

6. Insérer la carte microSD (avec un adaptateur SD si besoin) dans le PC

7. Extraire le zip (4.7 Go)

8. Installer l'image sur la carte micro SD (avec Etcher par exemple)

9. Flash from file (choisir l'image de 4.7 Go)

10. Choisir la carte SD si besoin

11. Flash ! (Ignorer les messages Windows) Flashing... (7 à 8 mn), Validating... (5 à 6 mn), Finishing, Flash completed

12. Fermer Etcher et retirer la carte du PC

13. Insérer la carte microSD dans la framboise (côté opposé aux prises USB, contacts vers le haut)

14. Alimenter la framboise avec l'adaptateur microUSB : la Led rouge s'allume...

15. Attendre 2mn : Moodeaudio est lancé (si un écran Hdmi est connecté, il affiche les lignes de boot linux...)

16. Connecter un casque audio ou l'entrée de la chaîne hifi sur la prise Jack 3.5 de la framboise

17. Sur le PC, rechercher dans les réseaux Wifi : Moode et se connecter, le mot de passe par défaut est moodeaudio

Nota : si le réseau wifi Moode n'apparaît pas, passez directement à la ligne un peu plus loin "Relier la framboise à la box ou au routeur via un câble Ethernet"

18. Sur le PC, avec un navigateur comme Chrome, aller à l'adresse 172.24.1.1 : l'interface de Moode audio apparaît :

1. 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)

2. Clic sur la maison, en haut, à gauche, SDCARD, USB, clic sur un morceau de musique, clic sur Play : on doit entendre le son

3. 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).

Nota : On peut s'arrêter là si on ne veut pas écouter les Web radios avec la framboise... (Mais il faut changer de réseau wifi pour piloter la framboise)

Nota : Si on rajoute des morceaux de musique sur la clef USB : Dans Moode audio : m, Update library... (Ça peut prendre plusieurs minutes)

1. Relier la framboise à la box ou au routeur via un câble Ethernet et alimenter la framboise avec le microUSB ou USB C.

2. Attendre 2 mn : la Led des connecteurs du câble Ethernet doit s'allumer de chaque côté.

3. PC, navigateur, taper moode ou http://moode ou http://moode.local/, l'interface MoOde doit apparaître

4. Clic sur m en haut à droite, Configure, Network, Wireless : Static, Network SSID (nom de réseau Wifi) : Scan (Sinon entrer par exemple Freebox-50587D)

5. Password : entrer le mot de passe de la box, en haut, gauche, Wireless SAVE,

6. Wireless Wifi : notez la nouvelle adresse (Address method) : par exemple : 192.168.1.151

7. Acces Point, Password : taper un mot de passe, Acces Point SAVE

Nota : Si l'adresse n'apparaît pas, il faut recommencer les étapes précédentes

1. m, Power, SHUTDOWN

2. Débrancher le câble d'alimentation micro USB ou USB C

3. Débrancher le câble Ethernet

4. Rebrancher le câble d'alimentation micro USB ou USB C

5. Attendre 2 mn

6. Taper 192.168.1.151 (L'adresse notée précédemment) sur le navigateur du PC du téléphone, de la tablette…

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 sûr 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 €

1. L'installer sur le connecteur de la framboise avec les deux entretoises (Framboise hors tension)

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, Audio Output, Named I2S Audio 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. 2mn...

6. Écouter la musique...

7. Pour ajouter une radio :

8. Lancer MoOde, clic sur Library (tout en haut à gauche), Radio, La liste des radios apparaît par ordre alphabétique

9. Clic sur la radio à écouter

10. Clic sur les 3 petits points, Play

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…

Écouter 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.

Attention : dans MoOde Audio, si on modifie des réglages (m, Configure), il est souvent nécessaire de faire un clic sur SET à côté du réglage :

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

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 ou USB C est de qualité)

3. MPD error, openMdpSock() failed : manque de mémoire : il faut réinstaller MoOde

4. Impossible d'écrire le fichier img sur la carte SD. Si la carte SD a déjà servi, avant d'écrire ou de formater, il faut supprimer les partitions :

   1. Windows, Paramètres, taper "Gestion des disques"

   2. Créer et formater des partitions de disque dur : Windows affiche les partitions

   3. Clic droit sur les partitions en trop de la carte SD, Supprimer le volume

   4. Après avoir supprimé tous les volumes, clic droit, Créer un volume

5. Je ne retrouve pas mes nouveaux fichiers de musique que je viens de copier dans la clef USB ou la carte microSD : m, Update library, attendre quelques instants jusqu'à ce que le cercle, tout en haut à droite à côté du m, arrête de tourner. 

Nota : s'il y a beaucoup de fichiers : >50Go, ça peut être très long (Plus de 10mn/Go…)

6. Je n'arrive plus à lire les fichiers audios de la clef USB :

   1. Arrêter et débrancher la framboise

   2. Insérer la clef USB dans un PC Windows qui va probablement proposer de la réparer

   3. Réparer la clef USB

   4. Clic pour demander à éjecter la clef USB, éjecter la clef

   5. Remettre la clef USB dans la framboise

   6. Rebrancher la framboise

   7. m, Update library, attendre quelques instants…

Acronymes :

1. ALSA : Adance Linux Sound Architecture : ensemble des logiciels audios du noyau Linux

2. Cinch RCA : prise utilisée en audio pour la BF stéréo analogique (Rouge = Droit, Blanc = Gauche)

3. Consume : supprime de la Playlist 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’interopérabilité 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 série

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 (De 2 à 32 caractères) comme Livebox-A934

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’il 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 USB

1. Le clavier d'un PC est matricé avec des lignes et des colonnes : repérer à l’ohmmètre ou en suivant les pistes du clavier quelles bornes du circuit imprimé sont reliés quand on appuie sur les touches a, z, e, r, t 

2. Souder 4 boutons poussoirs au circuit imprimé pour simuler ces touches

3. Vérifier en branchant le "nouveau clavier" sur un PC

4. Brancher un vrai clavier USB, une souris USB et un moniteur HDMI sur la framboise

5. 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

Une amélioration, après quelques années d'utilisation : les 2 Leds intérieures sont difficilement visibles. Nous avons collé 2 fibres optiques plastiques sur chaque Led et nous les avons ramenées en face avant, suffisamment écartées pour les distinguer de loin, collées dans un trou de la "face avant" : La Led rouge indique la mise sous tension et la Led verte la lecture :

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