Volumio-Hack: Analoge Quelle über I²S-ADC und CamillaDSP einbinden

[Malik]

Moin!

Volumio OS ist so ziemlich die komfortabelste Software, um Musik abzuspielen und bietet in der freien Version mit den Plugins schon recht viele Funkionen.
Will man mehr, muss man ein Abo abschließen. Dazu gehört etwa auch das Audiocapturing via USB bzw die Wiedergabe von analogen oder digitalen Quellen.

Die meisten Bezahlfunktionen brauche ich nicht, daher reicht mir die freie Version. Allerdings fehlt mir für mein Vorverstärker/Streamer-Projekt natürlich die Möglichkeit, andere Audioquellen wiederzugeben.
Und genau das habe ich die letzten Tage über realisiert. Ich habe Volumio OS zu einem von mehreren Zuspielern "degradiert". Via I2S DAC kann jetzt eine analoge Quelle
zusätzlich angewählt werden. Auf dem gleichen Weg lässt sich etwa auch ein S/PDIF oder Bluetooth Input realisieren. Theroetisch müsste so auch der Output via Bluetooth möglich sein.

Voraussetzung dafür ist Camilla DSP als "Schaltzentrale", wo die Quellenwahl bzw das Routing über Presets stattfindet.
Wichtig dabei: Es wird nicht das Volumio-interne Fusion DSP Plug-in benutzt sondern ein "echtes" Camilla, welches parallel auf dem Pi installiert wird. 
Volumio gibt den Audiostream nicht mehr direkt an die physische Wiedergabehardware aus, sondern schreibt ihn in das ALSA-Loopback-Device. 
CamillaDSP liest diesen Stream vom Loopback-Capture-Device und übernimmt anschließend die weitere Signalverarbeitung und Ausgabe an die Wiedergabehardware.

Das komplette Schema sieht dann so aus:

   

Als DA Wandler nutze ich den neuen WONDOM 8-Kanal USB DAC (https://store.sure-electronics.com/product/854).
Günstiger gibt es nichts vergleichbares. Mehrkanal-DACS sind ohnehin recht rar gesät und teuer.




Als ADC kommt der PCM1822 ebenfalls von WONDOM zum Einsatz (https://store.sure-electronics.com/product/813).
Der ADC bietet sogar symmetrische Eingänge, einen Master Clock braucht er als Slave auch nicht, was die Verkabelung vereinfacht.



Mit einem Umschalter lassen sich so beliebig viele Analogquellen an den Pi anschließen.
Und mit einem I2S Selector kann das Ganze auch noch zusätzlich kaskadiert werden - etwa für weitere Digitalquellen.
Die Möglichkeiten sind endlos!


Auf diese Weise lässt sich sehr einfach ein vollwertiger Vorverstärker/Streamer/Receiver mit DSP für Frequenzweiche, Raumkorrektur und EQing herstellen.
Wenn Interesse besteht, würde ich die Vorgehensweise hier zeigen oder sogar ein Skript für die Installation erstellen.

[ArLo62]

Selber Moin!
Ich habe hier auch noch einen Volumio halb fertig stehen, der in ein schönes Gehäuse mit Touchscreen soll. Da kommt mir Deine Idee gerade Recht. Sehr guter Ansatz. Vielen Dank wenn Du das im Forum teilen würdest. Aktuell laufen bei mir zwei WiiM wegen Multiroom. Habe auch keine Lust auf Volumio Abo nur deswegen. Aber sonst ist Volumio mindestens genau so gut bis auf den fehlenden analogen Eingang

[Malik]

Gut, dann machen wir das step by step. Ich setze mal voraus, dass grundlegende Fähigkeiten im Umgang mit dem Raspberry Pi vorhanden sind.
 
Volumio + CamillaDSP Installation
Diese Anleitung beschreibt die Installation von CamillaDSP und CamillaGUI auf Volumio sowie die Weiterleitung des Volumio-Audiosignals über ALSA-Loopback.
Die Audioausgabe erfolgt über den genannten USB DAC.
Voraussetzung: Der Linux-Benutzername lautet volumio. Bei Verwendung eines anderen Benutzernamens muss jedes Vorkommen von 

Code:

/home/volumio

 
entsprechend angepasst werden.

1. Volumio flashen
Volumio auf die SD-Karte flashen.

2. Die Volumio-Partition vergrößern
GParted oder ein anderes Tool zur Vergrößerung der Partition volumio_data verwenden:

1. Die Partition auswählen:
   
   Code:

   volumio_data
   
   
2. Die Partition auf den gesamten verfügbaren Speicherplatz vergrößern.
   

3. Volumio einrichten 

1. Volumio starten und eine WLAN-Verbindung zum Volumio Hotspot herstellen, dann öffnet sich die Setupseite im Browser automatisch.
   
2. Netzwerkdaten eingeben und das Setup beenden, dann startet sich der Pi neu.
   
3. Auf die Netzwerkverbindung des Pi warten.
   
4. Code:

   http://YOUR-PI-IP/dev
   öffnen und SSH aktivieren.
   
5. Über SSH eine Verbindung zum Pi herstellen. Entweder über Powershell oder komfortabler über einen SSH Client. Ich nutze MUON in Linux.
   
   Code:

   ssh volumio@YOUR-PI-IP Passwort ist volumio

  
4. Camilla und seine Dienste  installieren und Loopback erzeugen

1. Die Datei 
     setup.txt (Größe: 6,22 KB / Downloads: 6) downloaden und nach
   
   Code:

   setup.sh
   umbenennen. Anschließend die Datei in das home Verzeichnis des Pi kopieren
   
   Code:

   /home/volumio/
2. Ein Terminal in diesem Verzeichnis des Pi öffnen
   
3. Die Datei ausführbar machen mit
   
   Code:

   chmod +x setup.sh
   
   
4. dann die Datei ausführen mit
   
   Code:

   ./setup.sh
   
   

5. Nun im Volumio GUI im Browser in den Playback-Options "Loopback" als Output Device auswählen. Mixer Type weiter unten auf "None" setzen, die Lautstärkeregelung erfolgt in Camilla.

6. Das Camilla GUI ist nun ebenfalls im Browser erreichbar über 

• Code:

  http://YOUR-PI-IP:5005/gui/index.html

• In CamillaGUI den Bereich Devices öffnen und die folgenden Einstellungen genau wie angegeben vornehmen. Nur mit diesen Einstellungen funktioniert es korrekt.
  

  Capture device: hw:CARD=Loopback,DEV=1
  
  Playback device: hw:CARD=UCM,DEV=0
  
  Sample rate: 48000
  
  Capture channels 2
  
  Playback channels 8

• Im Mixer Tab einen Mixer erstellen und 2 Input sowie 8 Output Kanäle einstellen 
  

     

   
  
• Im Pipeline Tab den gerade erstellten Mixer in die Kette einfügen 
  

     

• Die Konfiguration im Tab Files benennen und speichern. Anschließend auf den Stern (⭐) klicken, um die Konfiguration als aktiv zu markieren. Dadurch wird diese Konfiguration beim Systemstart als Standardkonfiguration verwendet. 
  

     

ACHTUNG: Welche Sample Rate ihr in Camilla einstellt, ist euch überlassen. Aber im Manual des DACs heißt es: "The USB sound card only support 48-kHz/16-bit or 48-kHz/24-bit." Am besten lasst ihr die Samplerate auf 48 kHz, um möglichst wenig Sampleratekonvertierung zu haben. 

Ab hier gilt es, Camilla an eure Bedürfnisse anzupassen. Aber das Grundsetup steht. Als nächster Schritt folgt die ADC Integration.

[Koaxfan]

@Malik: DANKE und großen Respekt dafür! Bitte genau so weitermachen!

[Malik]

@Malik: DANKE und großen Respekt dafür! Bitte genau so weitermachen!

Gerne. Ich werde den obigen Post vielleicht noch einige Male editieren, sollte ich noch Unklarheiten entdecken.

In ein paar Tagen das folgt Teil 2 zur ADC Integration. Hier muss ich meinen eigenen Kram ein bisschen ordnen und ein wenig reverse engineering betreiben. Ich hab nämlich keine Ahnung mehr, wie genau ich das Ganze zum Laufen bekommen hab. Mal wieder mehr Glück als Verstand gehabt xD

Volumio schreibt seine asound.conf bei jedem Neustart neu und alle Einstellungen gehen flöten. 
Der Trick ist, Volumio dazu zu bringen, immer das eigene Setup in die Datei schreiben zu lassen.

[Koaxfan]

Na dann zieh Dir das doch immer automatisch in nen Repo, kannst Du es versionieren mit allen Branch/Fork Optionen.

[Malik]

Na dann zieh Dir das doch immer automatisch in nen Repo, kannst Du es versionieren mit allen Branch/Fork Optionen.

Alles zu seiner Zeit xD

[Malik]

Habe den guide oben noch mit folgendem Hinweis versehen:

ACHTUNG: Welche Sample Rate ihr in Camilla einstellt, ist euch überlassen. Aber im Manual des DACs heißt es: "The USB sound card only support 48-kHz/16-bit or 48-kHz/24-bit." Am besten lasst ihr die Samplerate auf 48 kHz, um möglichst wenig Sampleratekonvertierung zu haben. 

[Malik]

Weiter im Text. 

Als nächstes installieren wir den PCM1822 als Capture Device:

1. Die Datei
  install_pcm1822.txt (Größe: 3,68 KB / Downloads: 1) herunterladen und in 

Code:

install_pcm1822.sh

umbenennen.

2. Ausführbar machen

Code:

chmod +x install_pcm1822.sh

3. Ausführen und dann neustarten

Code:

sudo ./install_pcm1822.sh

4. Sicherstellen, dass auf dem ADC alle Schalter auf LOW stehen (Schalter nach oben!).
   

5. Den ADC mit dem Pi verbinden. Hier checken: https://pinout.xyz/

GND > physischer Pin 9
DATA > physischer Pin 38
BCLK > physischer Pin 12
LRCLK > physischer Pin 35

6. Im Camilla GUI eine neue Config erstellen und mit eindeutigem Namen versehen. Als einzige Änderung nur das Capture Device ändern nach 

Code:

hw:CARD=pcm1822,DEV=0

Voilà, jetzt habt ihr analogen Input via I2S!

---

Und zum Schluss installieren wir noch einen physischen Schalter, mit dem wir zwischen beiden Quellen hin- und herschalten können.
Ich habe hier einfach einen rastenden Schalter mit zwei Positionen (AN/AUS) gewählt. Hier kann man sich natürlich austoben, muss das Skript dann natürlich anpassen.

1. Die Datei 
  install-input-switch.txt (Größe: 3,85 KB / Downloads: 2) downloaden und in

Code:

install-input-switch.sh

umbenennen. In euer Home-Verzeichnis auf den Pi kopieren.

2. Ausführbar machen 

Code:

chmod +x install-input-switch.sh

3. Ausführen

Code:

sudo ./install-input-switch.sh

4. Die Installationsroutine fragt euch nach den Namen der Volumio bzw I2S Inputconfigs, die ihr in Camilla angelegt habt. Sie setzt überdies voraus, dass ihr den Standardpfad für die Configdateien nutzt. 

5. Der Schalter verbindet die physischen Pins 11 und einen beliebigen GND zum Beispiel 6. Hier checken https://pinout.xyz/ 

6. Mit einem Draht oder Patchkabel testen, ob es funktioniert. Nun müsstet ihr zwischen beiden Configs hin- und herschalten können.


Glückwunsch! Jetzt habt ihr Volumio zusammen mit einer Analogquelle auf einem Pi installiert und könnt 8 Kanäle gleichzeitig ausgeben. Camilla kann als Frequenzweiche und/oder zur Raumkorrektur eingesetzt werden. 
So könnt ihr euch einen ultrakompakten Streamer/Preamp/DSP zusammenbauen und das alles für knappe 100 €!

[ArLo62]

Hallo Malik!
Das ist der konstruktivste Beitrag für mich seit langem. Mega!
Ich werde mir im Herbst die Platinen bestellen. Vielen Dank!!!

[Malik]

Hallo Malik!
Das ist der konstruktivste Beitrag für mich seit langem. Mega?.
Ich werde mir im Herbst die Platinen bestellen. Vielen Dank!!!

Gerne! Das Ausprobieren und Debuggen hat mir sehr viel Spaß gemacht. Und wenn ich mich so umsehe, gibt es noch kein vergleichbares Projekt.
Zumindest nicht mit diesen Komponenten.

Einige bemängeln, dass der DAC nur 1 V Ausgangsspannung hat. Ob und inwieweit das ein Problem für die Endstufen sein könnte, muss man ausprobieren. Oder man baut sich eine Schaltung mit ein paar OP-Amps , um die Spannung zu erhöhen. Da habe ich aber absolut null Ahnung von.

[Slaughthammer]

Und wenn ich mich so umsehe, gibt es noch kein vergleichbares Projekt.

Naja, ich nutze so etwas in der Art jetzt auch schon länger... https://diy-hifi-forum.eu/showthread.php?tid=19868 und https://diy-hifi-forum.eu/showthread.php?tid=17115

Zugegeben, etwas andere Hard- und Software aber im Ergebnis durchaus vergleichbar. Meine Anleitung von damals ist allerdings komplett veraltet. rAudio hat mittlerweile camilladsp vorinstalliert, wie auch moOde. Wobei ich in letzter Zeit den Eindruck habe das zweiteres stabiler läuft. Volumio habe ich auf Grund der Freemium Vermarktung nicht genauer angeguckt.

Grundsätzlich sollte sich eine ALSA source aber auch direkt aus dem MPD öffnen lasse? Oder verhinder Volumio das?

Gruß, Onno

[Malik]

Zugegeben, etwas andere Hard- und Software aber im Ergebnis durchaus vergleichbar. Meine Anleitung von damals ist allerdings komplett veraltet. rAudio hat mittlerweile camilladsp vorinstalliert, wie auch moOde. Wobei ich in letzter Zeit den Eindruck habe das zweiteres stabiler läuft. Volumio habe ich auf Grund der Freemium Vermarktung nicht genauer angeguckt.

Grundsätzlich sollte sich eine ALSA source aber auch direkt aus dem MPD öffnen lasse? Oder verhinder Volumio das?

Gruß, Onno

Richtig, Volumio schreibt die MPD Config bei jedem Start neu.

Für mich ist das mit der I2S Integration neben Volumio mit Camilla als Schaltzentrale der beste Weg.
Volumio funktioniert problemlos und das Setup ist ein Kinderspiel.
moOde hingegen ist ein absoluter Krampf, wenn ich allein an diese sinnlos überfrachteten Einstellungen denke,
krieg ich Puls.