2016년 3월 13일 일요일

Project 2 : Raspberry PI를 DAC로 활용

지난번  Project를 통해, DAC만 추가해도, PC와 스마트폰, Tablet등과 Headphone을 통해서고음질의 음악을 즐길수 있다는 것을 알게 되었읍니다.

그런데 이 DAC라는 것이 가격이  다른 HI-FI 오디오 제품보다는 상대적으로 저렴하다고는 하지만, 몇십만원부터 몇백만원 하는 고가까지 다양한 제품들이 출시되고 있어 부담없이 
즐기기는 쉽지 않은 상황입니다.

이에 좀더 저렴한 비용으로 유사한 성능을 낼수 있는지 인터넷을 찼아보았는데,생각보다 많은 분들이 Linux를 활용한 Raspberry Pi PC에 DAC 보드를 연결하여,음악을 즐길수 있는 방법을 시도해 보고 계시더군요.

그중에서 우선 iTunes의 AirPlay스피커로도 상대적으로 쉬운 Setting으로 연결되는
Volumio를 활용하여, Project1에서 사용하던 동일 음원을 활용하여, 
전용 DAC를 사용했을때와 비교 해 보고자 합니다.
1. 준비물

  -  Raspberry Pi 2 

  -  Raspberry Pi 2 구동용 MicroSD 카드 (Volumio 탑재)

  -  Raspberry Pi 2용 Wifi Dongle

  -  HiFiBerry DAC+ Standard Phone Jack board

  -  헤드폰  : Sony MDR-1R

  -  Desktop PC : Dell Vostro 430

2. Solution 연결

우선 Raspberry Pi2 자체 USB Port를 통해서, USB 메모리나 외장 HDD를 연결하여, 
음원을 들을수 있는 방법도 있지만, 필자의 경우, 모든 음원이 PC의 HDD에 있는 관계로, 
하기와 같이 WIFI Network을 통해, PC의 HDD를 Network Attached Storage로 
Raspberry Pi2 에서 활용하는 방법으로 시험하고자 합니다.

[전체 Solution 구성도]

3. Raspberry Pi 2에 HiFiBerry DAC+를 장착

   Raspberry PI2에 연결할수 있는 DAC나 Soundcard는 몇가지가 있읍니다만,
   필자는 보유 하고 있던 HiFiberry DAC+를 활용하고자 합니다.
   이 Board는 TI에 인수된 Burr-Brown의 DAC Chip을 사용하고 있는데, 
   192Khz/24bit DAC성능을 제공합니다. 자세한 내용은 공식 URL을 참조 하시기 바랍니다.

   이 제품을 구매할 당시에는 해외에서 직접 배송할수 밖에 없었는데 ($34.9)
   최근에는 국내에서 구입할수 있는 공식 대리점이 생겼읍니다.
   
   하지만,확인해 보니, 현재는 제가 사용하고 있는 3.5 Pi Jack Version은 
   국내에서 판매하고 있지는 않네요.

   하기 사진과 같이 Raspberry Pi2 의 40pin GPIO Connector에 HiFiberry2를 장착하고, 
   동봉된 플라스틱 지지대를 4면의 가장자리에 고정시키면 설치하는 것은 완료 됩니다.

    Network연결을 위해서, 추가적으로 집의 PC에서 쓰던 WIFI Dongle을 
    Raspberry Pi2의 USB Port에 추가로 장착하였읍니다.

[Raspberry Pi2 + HiFiberry DAC+ 장착사진]
 4. Raspberry Pi 2에 Volumio Install

    Raspberry Pi2에 RASPBIAN기반에서도 추가 세팅을 하게되면, 동일한 기능을 
    구현할수 있지만, Linux에 익숙하지 않은 분들을 위해, 
    상대적으로 사용하기 쉬운 Volumio를 선택하였읍니다.

    Volumio는 RASPBIAN Linux기반으로 MPD등 오디오 관련 Software를 통합하고,
    Web기반의 GUI를 제공하는 Solution입니다. Apple의 AirPlay 스피커 호환이 되고,
    HifiBerry DAC+를 GUI에서 Setting할수 있어, 매우 편리합니다. 
    또한 Android App이 있어, 스마트폰에서 곡을 선택하여 들을수도 있읍니다.

   1) Volumio Image를 Download하고, MicroSD에 Install하기

       - Volumio Version 1.55 Image Download : https://volumio.org/get-started/

       - Windows PC에서 Volumio Image를 Install하라면 우선 "Win32 Disk Imager"란
         Software를 먼저 Download 해서 PC에 Install하여야 합니다.

        - Win32 Disk Imager를 통해 MicroSD에 Image Writing하기

            
     

    2) Raspberry Pi2에 Volumio 및 HiFiberry DAC+ 설정하기

          - Volumio Image Writing이 끝나면 Writing된 MicroSD Card를 Raspberry Pi2에 
            장착합니다.

          - Raspberry Pi2의 최초 세팅시에는 설정에 필요한 Keyboard와 Mouse를 
            Raspberry Pi2의 USB Port에 연결하고, 모니터는 HDMI 단자에 연결합니다.
            
          - Raspberry Pi2의 전원을 연결합니다.

          - 부팅이 완료되면 하기와 같이 화면과 함께, 
            스피커에서는 부팅이 완료 되었다는 알람음이 나옵니다.
             

         - WEB GUI에서 Volumio를 사용하기 위해서는 PC Browers에 Volumio가 
           설치된 IP Address를 입력해서 접속해야 합니다. 
            

         - 우선 우측 상단의 Menu에서 Network 선택하고 무선LAN환경을 설정해야 합니다.
iv>            필자의 경우는 유선LAN Cable을 통해, 우선 Volumio WEB에 접속하여,
           무선 LAN환경을 Setting하였읍니다.
            
           
     - 무선 LAN환경이 설정이 완료되면 HiFiBerry DAC+를 활성화 하기 위해 
       2가지 세팅을 변경해 주어야 하는데,
       먼저 "System"메뉴로 들어가서 I2S Driver를 "Hifiberry+"로 변경하고,
       "Playback"메뉴로 들어가서는 Audio Output을 "ALSA"에서 "sndrpifibiberry"로 
       변경하여, HiFiberry DAC+ 를 동작시켜야 합니다.










   
    - 또한  NAS Setting은 "Library"메뉴에 들어가서, PC의 음원이 있는 폴더를 
     미리 공유 하고, 그  내용을  "ADD NEW MOUNT"에 저장하면
     Volumio가 PC의 음원을 재생할 준비가 끝나게 됩니다. 
     NAS가 연결되면 하기와 같이 NAS Mounts에 그 결과가 표시됩니다.
    


5. Volumio로 Project1의 Test음원 청음 하기

    Setting이 완료된후, Volumio에서 음악을 듣기 위해서는 Volumio WEB GUI의 
    하단부에 있는 "Browse" Tab을 선택하고,"NAS" 폴더를 선택하게 되면, 
    PC의 공유 폴더가 보이게 된다
   

   Project 1에서 Test해 보았던 Test음원들을 우선 Play시도해 보면, 
  하기와 같이 Flac도 4.6Mbps와 같이 큰 화일부터는 Network으로 Play하는데에는 
  문제가 생겼다. 
  다만, NAS도 동작시켜 끊김이 생긴 "Find the Way"는 USB 메모리에 담아, 
  Raspberry Pi2에 직접연결하면 끊김없이 Play되는 것을 확인 하였으나, 
  DSD화일은 USB메모리에 담아도, 역시 끊김이 너무 심하여 들을수 없었읍니다.

  음질에 있어서는 HiFiberry DAC+는 헤드폰 Amp가 없는 DAC Only여서, 
  Volume이 낮게 녹음된 음원을 재생하기에는 무리가 있었으나, 그렇지 않은 음원은 
  Sony MDR-1R으로 듣기에는 Project1에서 Test한 중가대의 DAC대비 큰 차이를 
  느낄수는 없었읍니다.

   HiFiberry DAC+는 Flat한 음질 특성을 가지고 있어, Raspberry Pi2를 기존에 보유하고 
  계신 분들은 최소의 비용으로 DAC 경험을 해 보실수 있는 입문Solution이 활용해
  볼만 합니다.

  다만, Volumio가 Play시 일시정지가 없는 점은 불편하였읍니다.

      - Officially Missing You, Too, 긱스&소유(MP3, 16bit, 44Khz , 320Kbps )  
         --> 정상 동작
      
      - 서른 즈음에 ,  김광석 4집 리마스터링 (FLAC, 16bit, 44KHz, 1,411Kbps) 
         --> 정상 동작
       
      - The Girl from Ipanema, Stan Getz , (FLAC, 24bit, 96Khz, 2,891Kbps)  
         --> 정상 동작
      
      - Find the Way ,Nakasima Mika (FLAC, 24bit, 96Khz, 4.6Mbps)  
         --> Play는 되나, 중간에 음 끊김이  발생함
      
      - Don't know Why , Norah Jones (DSD64, 24bit, 2.8Mhz 5.6Mbps)  
        --> Play는 되나, 끊김이 너무 심하게 발생
        

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2016년 3월 2일 수요일

Project 1 : Start PC-FI with DAC

Project 1 : DAC를 활용한 PC-FI의 시작


CD에서 Mp3를 지나 스트리밍으로 음악 서비스가 진화되고 있고, 
PC에서 스마트폰으로 언제 어디서나 저렴한 비용으로 
원하는 음악을 들을수 있는 시대가 되었지만,

음악을 즐긴다는 것이 과거 HI-FI Audio에서 느켰던 고음질의 경험이라기 보다는
간편한 인스탄드 음식을 먹는 것 같이 변화 되었읍니다.

최근 24bit음원들이 조금씩 보급화 되면서 전문 Audio기기가 아닌 PC나 
스마트폰에 USB DAC와 헤드폰/스피커을 연결하여 고음질의 경험을 
추구하는 소위 PC-FI가 몇년전부터 많은 업체로 부터 다양한 제품들이 
출시되고 있는데,

이에 PC를 기본으로 스마폰과 Tablet에서 최소의 비용으로 PC-FI의 경험을 
들을수 있는 방법들을 하나씩 체험해 가면서, 관련 내용들을 정리해 보고자 합니다.

우선 첫번째로, 집에 있는 기기들을 최대한 활용하고 DAC만 추가해서,
PC-FI를 구성해 볼수 있는 방법을 시작해 보고,
PC 없이 스마트폰과 Tablet에서 어느정도까지 PC에서 할수 있는 것이 될수 있는지도
확인해 보고자 합니다.

첫번째 시작은 각각 DAC의 성능을 비교 분석하기 보다는 DAC와 헤드폰은 
하나로 고정하고, 동일 음원을 PC, 스마트폰, Tablet등을 통해 들어 보았을때 , 
소비자 경험측면에서 차이가 나는것이 무엇인지를 리뷰해 보았읍니다.

1. 기본 준비물

    - PC SW : iTunes(Ver 12.3.2.35) , Foobar2000 (Ver 1.3.9)

    - 헤드폰  : Sony MDR-1R
      (개인적으로는 전체 시스템의 체감 음질의 절반 이상을 차지한다고 생각 합니다) 

    - DAC : 오딘스트 HUD-DX1

    - Android Music SW : Onkyo HF Player V1.3.1 with USB DAC Unlocker

    - USB OTG Cable

    - Desktop PC : Dell Vostro 430

    - 스마트폰 : LG G3 CAT6 (Android V6.0)

    - Tablet : LG G Pad II 10.1 LTE (Android V5.1.1)

2. Test 음원

  멜론,Mnet,Naver등에서 쉽게 구할수 있는 것이 320Kbps음원인 현실에서
  시중에서 원음이라고 판매하는 FLAC 화일과,  해외에서 판매되고 있는 DSD화일을 
  같이 Test해 보았읍니다.

      - Officially Missing You, Too, 긱스&소유(MP3, 16bit, 44Khz , 320Kbps )
      
      - 서른 즈음에 ,  김광석 4집 리마스터링 (FLAC, 16bit, 44KHz, 1,411Kbps)
       
      - The Girl from Ipanema, Stan Getz (FLAC, 24bit, 96Khz, 2,891Kbps)
      
      - Find the Way, Nakasima Mika (FLAC, 24bit, 96Khz, 4.6Mbps)
      
      - Don't know Why , Norah Jones (DSD64, 24bit, 2.8Mhz 5.6Mbps)

           
        
          

3. Test 1 :PC와 DAC를 연결하고 PCM으로 듣기

     우선 DAC의 아답타 전원을 연결하고, PC의 USB Port에 연결하였읍니다.
     DAC 박스에 있는 PC에 연결하는 USB Cable이 보통 시중의 것보다
     상당히 굵은 것이 포함되어 있어, 노이즈에 대비한 오디오 전문용
     이라는 생각이 되었읍니다.
     다만, 실제 성능에 어느정도 도움이 되는지는 일반 USB Cable 과 번갈아 가면서
     나중에 좀 더 Test해 보도록 하겠읍니다.

     그런데 막상 USB Port에  DAC를 연결하니, PC에서는 DAC를 자동으로 
     인식하지 못했고, DAC제조사인 오딘스트의 자료실에 접속하여,
     전용 Driver를 Download 받아 , 설치하니  PC의 Sound설정에 "오딘스트 스피커"가
     하나 더 생긴것을 확인 할수 있었읍니다.
     (HUD-DX1 전용 Driver Download 위치 :
    http://audinst.com/kr/index.php?mid=driver&category=10700&document_srl=10753 )

      스피커 설정을 오딘스트로 변경하니, 그때 부터는 기존 itunes와 Foobar2000 어플로
      Play하면, HUD-DX1을 통해 음악을 청취할수 있게 되었 읍니다.

      MP3와 M4A, 그리고 Apple Loesless, FLAC의 음원들은 모두 PCM출력이므로,
      이런 곡들을 Play하게 되면, HUD-DX1의 전면 LED가 녹색으로 켜지면서
      동작하는것을 확인 할수 있었읍니다.

      PC에 헤드폰을 연결하여 들었을때 보다, 같은 음원을 HUD-DX1으로 들었을때의
      첫 느낌은 하기와 같습니다.

        - 일반 MP3의 경우는 PC의 화이트 노이즈 없이 음악만 깨끗하게 들리며,

        - 고음질 음원의 경우 PC에서와 달리 음성과 악기들이 하나씩 분리되어 들리기
          시작하고, 가수의 호흡과 각 기기의 공간감을 느낄수 있게 되었다는 것입니다.
          또한 저음이 많이 살아난 것을 확인할수 있었읍니다.

4. Test2 : PC와 DAC를 연결하고 DSD로 듣기

     USB DAC를 구입하게된 이유는 아마  PCM출력 보다는 DSD나 DXD음원을 직접
     들을수 있어서 일것입니다. PC에서는 우선 익숙한 Foobar2000을 사용하여,
     DSD음원을 청취 시도 하였읍니다.

     DSD나 DXD음원을 foobar에서 실행하고자 하면, 우선 Plug in들을 설치해야 하는데,
     이 또한 오딘스트의 "자주하는 질문"에서 확인 하시면 됩니다.

      - DSD를 PCM으로 재생방법 : http://audinst.com/kr/faq/12612

      - DSD를 Native DSD 으로 재생방법 : http://audinst.com/kr/faq/12604

     위 세팅으로 Foobar2000을 세팅하고, DSD음원을 Play했으나, 갑자기 헤드폰에서
     들리는 것은 "치이이~" 하는  White Noise만 들렸읍니다.
    
     아!! 무엇이 잘못되었을까? 하는 생각에 급하게 Naver검색을 해보니, 
     이미 동일한 경험이 있으신 분들이 PC의 USB 포트를 바꾸어 보라는 충고가 있어,
     바로 옆의 USB 포트로 바꾸니 정상적으로 음악이
     Play되는 것을 확인 할수 있었읍니다.  
     
     이후 오딘스트에 직접 문의해 보니, 하기와 같은 답변을 들었읍니다.
     새로 Driver Install하라는 답변을 주시네요.

     DSD음원을 직접 DAC에서 듣는 느낌은...

      - Vocal과 악기가 좀 더 분리되어 악기 소리가 좀더 선명하게 들리는 느낌

      - 소리가 좀 더 공간에 넓게 퍼져 울리는 느낌이네요..

     이후 몇가지  DSD음원을 같은 곡의 FLAC이나 320Kbps MP3음원과 비교해 보면, 
     대부분의 일반 사용자들은 차이점을 쉽게 구별하는것이 어렵겠다는 생각이 듭니다.

     DSD Sampler인 OPUS 시리즈들을 들어보면, 곡들에 따라서는
     참 음질이 좋다고 생각되는 것도 있어,
     24bit FLAC이상이면  무조건 DSD화일을 선택하는 것보다는 
     결국 음원 자체가 얼마만큼 녹음이 잘 되었느냐가 
     현재로서는 더 중요 하다고생각되어집니다.

5. Test 3 : Android SmartPhone을 DAC에 연결하고 듣기

   스마트폰을 DAC와 연결하려면, Android계열에서는 Hardware적으로는 USB OTG 젠더가    필요합니다.
   11번가등의 인터넷 쇼핑몰에서 쉽게 구입하실수 있읍니다.
   저는 이전에 스마트폰에 키보드 연결을 위해 가지고 있던 것을 사용 하였읍니다.

<원본 : 오딘스트 홈페이지의 연결 설명 인용>

   음악 Player는 LG G3의 기본 음악 Player로도
   MP3와 24bit FLAC음악까지는 DAC와 연결되어 
   문제없이 Play가 되었읍니다. 
   다만 자체 Player로는  Apple음원과 DSD는 
   Play할수 없어, 동일한 조건으로
   Play하기 위해 Onkyo의 HF Player App을 
   기준으로 시험하였읍니다.

   참고로, USB Port에 DAC를 연결하면, 
   USB Port를 OnKyo의 App에서 사용하겠냐는 
   Pop Up 메세지가 뜹니다. 
   
   여기서 확인을 누르면, 
   이후에는 LG G3의 자체 기본 음악 Player에서는
   DAC로 음악 출력이 안되고, OnKyo App에서만 
   Play가 됩니다.
   전체적으로 스마트 폰을 DAC와 연결해 들어보니,
   PC에서 들었을때와 큰 차이는 못 느꼈고, 스마트폰으로도 충분히 활용할수 있겠다는
   생각이 들었읍니다. 다만, Onkyo HF Player는 고음질 음악을 처리하다보니, 장시간
   스마트폰을 들으면 발열이 좀 생기고, 배터리가 빨리 소비되게 됩니다.

    OnKyo HF Player는 스마트폰에 직접 연결해서 들을때는 무료이나, 
    USB OTG로 DAC와 연결하게 되면
    1만원이 좀 안되는 비용을 지불하고, 해당 기능을 Unlocker해야 합니다.

    또한, DSD화일을 실행할때, Natvie DSD로 듣기 위해서는 하기와 같이 설정에서
    "DSD Output Format"을 "DoP"로 변경해 주면, 됩니다.

   다만, OnKyo Player에서 PCM 출력의 음원들을 듣다가, Native DSD화일을 들을려면,
   가끔 음악이 안들리는 현상이 나타 납니다.
   이때는 당황하지 마시고, USB OTG 젠더를 한번 뺏다가 다시 장착하시면 정상적으로
   음악이 들리게 되었읍니다.

   이 부분이 Onkyo App의 문제인지 DAC의 문제인지가 명확지 않으니, 
   다른  DAC와 연결해 가면서 추가 실험을 해 보아야 겠읍니다.

   또한, Native DSD Play상태에서는 스마트폰의 볼륨 버튼을 누르면, 
   음악이 갑자기 출력되지 않게되는데, 이때에도 USB OTG 젠더를 뺏다가 
   다시 장착하게 되면, 정상적으로 음악이 들리게 되었읍니다.

6. Test4 : Android Tablet을 DAC로 연결하고 Google Play Streaming 듣기

   기존에 보유하고 있는 Android Tablet인 LG G Pad II 10.1으로도 LG G3 CAT6와 
   동일하게 Onkyo HF Player로 정상동작하는 것을 확인하였으며, 
   이번에는 Tablet에 Test 음원만 있어, Tablet에서 Google Music의 Streaming 음악을
   Play해 보았읍니다.

   예상했던 것처럼, Google Music도 정상적으로 Play되었읍니다.

7. 이번 시험에 활용되었던 장비들

 8. 후기
   MP3 화일을 처음 접했던 20년전에 PC에 사운드 블래스터 카드를 장착하여, 
   PC로 음악을 듣기 시작 했을때의 간편함과 놀라움을
   DAC 1개로 PC , 스마트폰, Tablet에서 다양한 고음질 음원들을 들을수 있다는 점에 
   다시 한번 놀라게 되었으며..
     
   또한 PC 없이도 스마트폰, Tablet 만 가지고도 24bit의 고음질 음원을 듣는데에는 
   DAC가 훌륭한 솔루션이 될수 있다는 생각이 듭니다.
   
   앞으로도 현재 Solution의 SW적으로 음질을 Upgrade하는 방법과 다른 DAC들을
   사용해 보면서 더 나은 PC-FI 경험을 찼는 여정을 시작하고자 합니다.


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