Raspberry Pi Zero のGPIOを利用した音声出力
Zeroでも音声出力をしてみたいと思いましたがAudio端子ないので調べてみました。
Raspberry Pi Zero には音声出力をするにはHDMI経由で鳴らす方法と、今回紹介するGPIO端子を利用する方法の2種類があります。
Pi Zero には、他の Pi にある PWM0(pin #40) と PWM1(pin #45) がありませんが今回使用する方法で代替えを行い利用することが出来ます。
- PWM0 — GPIO #18(ALT5)
- PWM1 — GPIO #13(ALT0)
Adafruit のサイトに詳しい方法が記載されていますのでその方法を実施してみます。
手順ではgpioを最新にしていますが手元のRaspberry Pi では既にZeroがサポートされているバージョンが導入されています。今回のバージョンは 2.32 でした。
pi@pizero1:~/Documents/PG $ gpio -v
gpio version: 2.32
Copyright (c) 2012-2015 Gordon Henderson
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type: gpio -warranty
Raspberry Pi Details:
Type: Pi Zero, Revision: 02, Memory: 512MB, Maker: Sony
* Device tree is enabled.
* This Raspberry Pi supports user-level GPIO access.
-> See the man-page for more details
-> ie. export WIRINGPI_GPIOMEM=1
GPIOの設定を確認してみます。(gpio readall) それぞれ該当のModeが[IN]になっているのでこの値を変更します。変更するための設定プログラムをコンパイルして利用します。
先ほどのAdafruitのサイトにソースコードが掲載されていますのでその内容を gpio_alt.c として保管した後に以下のコマンドを実行してコンパイルします。
gcc -o gpio_alt gpio_alt.c
sudo chown root:root gpio_alt
sudo chmod u+s gpio_alt
sudo mv gpio_alt /usr/local/bin/
実際に以下のコマンドを実行してModeを変更します。
gpio_alt -p 13 -f 0
gpio_alt -p 18 -f 5
その結果が以下のようになります。それぞれ[ALT0]と[ALT5]になります。
次にPiのAudioをHDMIからPCMに変更します。 sudo raspi-config を実行します。
「Advanced Opstions」→ 「Audio」→ 「Force 3.5mm (Headphone)」を選択して保管して終了します。
以下のように配線してみます。
サンプルの再生は aplay /usr/share/sounds/alsa/Front_Center.wav で行う事ができます。音声のボリュームはAlsaツールを利用します。4dBが最大となります。
$ amixer
Simple mixer control 'PCM',0
Capabilities: pvolume pvolume-joined pswitch pswitch-joined
Playback channels: Mono
Limits: Playback -10239 - 400
Mono: Playback 400 [100%] [4.00dB] [on]
実際にAMPなしで再生してみると、、、、、ほんの僅か音声が聞こえてきました。
あまりにも小さいのアンプを間に挟んでみることにします。
こちらのアンプはQiitaのこの記事で紹介されていました秋月で売っているD級アンプモジュールを接続してみています。
接続は特に何も考慮せずにピンで止めていますが多分これが原因で盛大にノイズが乗っています。「ザザザー」
音は多少大きくなりました。キチンと半田付けしてスピーカー側に取り付けて上げる事でそれなりに使える様になるような気がします。
あまり利用している例もなかったので一般的な使い方ではないのかもしれませんがGPIOだけで色々出来るのは便利かなと思っています。次は小型化して使いやすくしておきたいですね。
