Σχεδίαση και κατασκευή audio streamer βασισμένου σε περιβάλλον Raspberry

Ανδρεόπουλος, Νικόλαος

Design and implementation of audio streamer based on Raspberry ecosystem

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Ανδρεόπουλος, Νικόλαος

Date

2022-08

Advisor

Τσακιρίδης, Οδυσσέας

Andreopoulos_001.pdf (4.863Mb)

Keywords

Απομακρυσμένοι εξυπηρετητές ; Raspberry Pi ; Λειτουργικά συστήματα ; Raspberry Pi OS ; Music server ; Mopidy ; Ψηφιοαναλογικός μετατροπέας ; Bandcamp ; TuneIn ; Internet Archive ; Web radio ; Λήπτης ψηφιακών μουσικών σημάτων ; Youtube

Abstract

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση και αξιολόγηση ενός λήπτη ψηφιακών μουσικών σημάτων (music streamer) μικρού μεγέθους και χαμηλού κόστους από απομακρυσμένους εξυπηρετητές (Youtube, Bandcamp, TuneIn, Internet Archive, web radio κ.α.) και από τοπικά μέσα αποθήκευσης καθώς και την αναπαραγωγή του αναλογικού ακουστικού σήματος. Η υλοποίηση του συστήματος θα περιλαμβάνει την φυσική διασύνδεση της συσκευής με το διαδίκτυο ενσύρματα ή ασύρματα, την επικοινωνία με τους απομακρυσμένους εξυπηρετητές, τον έλεγχο της συσκευής μέσω κατάλληλου λογισμικού (human interface) καθώς και τον στερεοφωνικό ψηφιοαναλογικό μετατροπέα. Για την επίτευξη του στόχου αυτού θα χρησιμοποιήσουμε τον υπολογιστή Raspberry Pi, το λογισμικό ανοιχτού κώδικα Mopidy και ένα στερεοφωνικό ψηφιοαναλογικό μετατροπέα (DAC) συμβατό με το Raspberry Pi. Στην παρούσα Διπλωματική εργασία γίνεται μια ιστορική αναδρομή στις τεχνικές αποθήκευσης και αναπαραγωγής μουσικού περιεχομένου, μέχρι τη σημερινή εποχή που έχουν κυριαρχήσει οι υπηρεσίες απομακρυσμένων μουσικών εξυπηρετητών. Επίσης γίνεται μία αναφορά στα διάφορα μοντέλα Raspberry Pi που κυκλοφορούν στην αγορά, τα κύρια τεχνικά τους χαρακτηριστικά, καθώς και συγκριτικοί πίνακες τιμών τους στην Ελληνική αγορά. Έπειτα αναλύεται βήμα - βήμα η διαδικασία της εγκατάστασης του λειτουργικού συστήματος Raspberry Pi OS, η φυσική διασύνδεση του στερεοφωνικού ψηφιοαναλογικού μετατροπέα, η εγκατάσταση του απαραίτητου λογισμικού ανοιχτού κώδικα όσον αφορά το κομμάτι του server και του client και τέλος γίνεται μία ανάλυση πάνω σε σημαντικά κομμάτια του κώδικα που χρησιμοποιήθηκε, ώστε να κατανοήσουμε τον τρόπο λειτουργίας του.

Abstract

The aim of this thesis is the implementation and the evaluation of a small-sized and low-cost audio streamer, that receives music streams from remote music servers (Youtube, Bandcamp, TuneIn, Internet Archive, web radio etc) as well as the reproduction of the analog audio signal. That implementation will include the physical interconnection of the device with internet, the communication with the remote servers, the control of the device through appropriate software (human interface) and a digital to analog converter (DAC). To achieve that goal, we will use a Raspberry Pi, the open source software Mopidy and a digital to analog converter compatible with Raspberry Pi. In this thesis, a historical review concerning the recording, storage and reproduction techniques is taking place, from the early attempts up to the present era that has been dominated by the remote music services. Moreover, there is a reference to the various Raspberry Pi models, their main technical characteristics, as well as comparative tables that include the prices of every model in the Greek market. Furthermore, it is described step-by-step the process of installing the Raspberry Pi OS, the physical interconnection of the stereo digital to analog converter (DAC), the installation of the appropriate open-source software for the client and the server side and finally an analysis on important parts of the source-code is performed, in order to understand how it works.