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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