Ein altes Radio modernisieren und in die Hausautomatisierung einbinden

Ein etwas in die Jahre gekommenes Stereo Röhrenradio aus Familienbesitz sollte mit moderner Technik ausgestattet werden, wobei großer Wert auf einen geringen Stromverbrauch und eine sehr gute Audioqualität gelegt wurde.

Auch wenn Röhrenverstärker wieder „hip“ sind, kam es aus Gründen der Energieeffizienz für mich nicht in Frage, die bestehende Röhrentechnik weiter zu verwenden, die zwar – zumindest teilweise – noch funktionierte und einen ordentlichen Röhrensound lieferte aber eine Leistungsaufnahme von mehr als 70 Watt aufwies.

Also entschied ich mich bei diesem Projekt für einen Raspberry Pi in Kombination mit einem Audiosystem von HiFiBerry. Um weitere Verstärker-Hardware zu sparen, wurde der HiFiBerry Amp+ gewählt, der einfach auf den Raspberry Pi aufgesteckt werden kann und bereits eine Klasse-D Stereo Endstufe mit einer Ausgangsleistung von 25 Watt beinhaltet.

Eine interessante Alternative zum HiFiBerry Amp+ könnte für Röhrenliebhaber vielleicht der 503HTA – Hybrid Tube Amp sein.

Als Software wurde die offene Audioplayer Software Volumio eingesetzt, die einen erstklassigen Sound bereitstellt.

Hinweis:

Diesen Beitrag hatte ich in seiner ursprünglichen Version bereits im Januar 2017 verfasst und für den Leserwettbewerb des ELV-Journals eingereicht. Aus redaktionellen Gründen konnte er jedoch erst in der Ausgabe 04/2017 des ELV-Journals veröffentlicht werden. Der Beitrag im ELV-Journal wurde letztmalig mit Stand Mitte Juni 2017 aktualisiert. Das Tutorial hier im Blog enthält darüber hinaus erforderliche bzw. interessante Anpassungen, z.B. aufgrund von Neuerungen in Volumio (zumindest bis zum Veröffentlichungsdatum).

Folgende wesentliche Funktionen sollten umgesetzt werden:

– Internet-Radio
– Cloud-Musikplayer
– USB-Musikplayer
– Vollständige Bedienung über ein Tablet
– Ergänzende zumindest rudimentäre Bedienung am Gerät
– HomeMatic-Einbindung zum Ein- und Ausschalten

Einbau der Audio-Hardware

Da das Skalenglas des Radios gebrochen war,…

…habe ich die Bruchstelle herausgeschnitten…

…(wer das so wie ich noch nie gemacht hat, findet bei Bedarf hier eine funktionierende Vorgehensweise) und an dieser Stelle das 7 Zoll Touchscreen der Rasperry Pi Foundation eingesetzt, das mit seinen Abmessungen sehr gut in die entstandene Lücke passt…

In Kombination mit dem 7 Zoll Touchscreen wird empfohlen, einen Rasperry Pi 3 Modell B zu verwenden. Ohne dieses Display genügt sogar ein Raspberry Pi 1 Modell B+, um Volumio einigermaßen flüssig zu betreiben.

Im ersten Schritt wurde die nicht mehr benötigte Röhrenelektronik ausgebaut. Belassen habe ich aber alle Teile der Seilzüge, damit beim Drehen der (nunmehr technisch funktionslosen) Drehregler die ursprüngliche Haptik erhalten blieb.

Wenn die vorhandenen Schalter und Tasten des Radios zur Bedienung verwendet werden sollen (siehe unten), bietet es sich an, im nächsten Schritt diesbezügliche Leitungen anzulöten und ggf. Schalter durch Manipulation an deren Mechanik in Taster zu verwandeln.

An die Stelle wo das Display mit aufgesetztem Raspberry Pi und HiFiBerry Amp+ eingesetzt und mit Hilfe von M3 Gewindestangen befestigt werden sollte, habe ich ein Loch in das hinter dem Skalenglas liegende Blech geflext…

Das Skalenglas wurde unten mit einem passenden U-Profil aus Messing fixiert und zwischen Glas und Blech zusätzlich etwas Schaumstoff eingebracht, damit es sicher und fest sitzt.

Um Platz für die USB-Sticks zu bekommen und diese gut zugänglich zu halten, wurde ein USB-Hub verwendet…

Wenn eine LAN-Verbindung genutzt werden soll, kann ein Netzwerkkabel in die LAN-Buchse des Raspberry Pi gesteckt werden. Obwohl die neueren Raspberry Pi Modelle bereits WLAN und Bluetooth an Bord haben, ist es mit der von mir verwendeten Volumio-Version nicht gelungen, das interne WLAN-Modul in Betrieb zu nehmen. Möglicherweise gelingt dies mit neueren Volumio-Versionen. Im Zweifel funktioniert aber ein zusätzlicher, kostengünstiger WLAN-Stick, der aber besser in eine der USB-Buchsen am Raspberry Pi und nicht am USB-Hub eingesteckt werden sollte.

Tipp:

Trotz einer möglichen Alternative über einen WLAN-Hotspot (siehe unten) wird man die Ersteinrichtung in der Regel über einen LAN-Anschluss durchführen. Wenn der LAN-Anschluss des Raspberry Pi schlecht zu erreichen ist, empfiehlt es sich daher, die Erstkonfiguration vor dem Einbau zu erledigen.

Mein Stereoradio hat drei 4 Ohm Lautsprecher. Neben zwei Hochtönern noch einen Breitband-Lautsprecher. Der HiFiBerry Amp+ kann problemlos an 4 Ohm Lautsprechern betrieben werden. Den Breitband-Lautsprecher und einen der Hochtöner habe ich über eine 4 Ohm Zweiwege Frequenzweiche, die an der Oberseite im Gehäuse befestigt wurde, an einen der beiden Kanäle angeschlossen…

Der zweite Lautsprecher wurde direkt an den Ausgang des HiFiBerry Amp+ angeschlossen. Bei Bedarf kann man aber auch an diesem Kanal eine zweite solche Frequenzweiche als Hochpass einsetzen.

Spannungsversorgung

Der HiFiBerry Amp+ benötigt eine Versorgungsspannung von 12 bis 18 Volt. Das Board verfügt über einen integrierten Spannungsregler, womit es den Raspberry Pi gleich mit versorgt.

Ich habe ein noch in meinem Fundus befindliches Netzteil eines alten Netbooks verwendet, das 3500 mA Ausgangsstrom liefern kann. Damit lässt sich der Raspberry Pi 3 Modell B mit HiFiBerry Amp+ problemlos betreiben…

Bei zusätzlicher Verwendung des 7 Zoll Touchscreens reichte die Spannungsversorgung dieses Netzteils jedoch nicht aus, weswegen der Raspberry Pi beim Booten regelmäßig abstürzte.

Das Display wird daher zusätzlich über ein eigenes 5 V USB-Netzteil versorgt…

Tipp:

Der 7 Zoll Touchscreen zeigt eine ungenügende Spannungsversorgung durch ein kleines farbiges Viereck rechts oben an. Wenn dieses erscheint, sollte man die Spannungsversorgung überprüfen.

Softwareinstallation und -konfiguration

Volumio ist ein Audio Player, der alles was benötigt wird in einem Image bereits mitbringt, auch die Treiber für den HiFiBerry Amp+ sowie andere Audiokarten. Darüber hinaus lassen sich diverse Plugins zur Integration weiterer Funktionen nachladen, z.B. für die Verwendung eines Displays.

Die Installation und Konfiguration gestaltet sich daher sehr einfach. Images stehen für verschiedene Plattformen zur Verfügung.

Nach dem Download des Images für den Raspberry Pi und dem „Flashen“ der Speicherkarte im dort beschriebenen Verfahren mit dem Win32 DiskImager oder dem zuverlässigeren Etcher, wird das System gebootet und kann – sofern es über ein LAN-Kabel mit dem Netzwerk verbunden ist – über das zugehörige WebUI konfiguriert werden, das über die IP-Adresse oder „volumio.local“ aufgerufen werden kann…

Hinweis:

In den neuesten Versionen stellt Volumio bei Verwendung kompatibler WLAN-Sticks oder eines Raspberry Pi mit integriertem WLAN-Modul einen WLAN-Hotspot bereit, der ein offenes WLAN-Netzwerk mit dem Namen “Volumio” erzeugt.
Darüber lässt sich das WebUI aufrufen und die Ersteinrichtung bequem konfigurieren.
Ich empfehle, diese Funktion aus Sicherheitsgründen nach der erfolgten Erstkonfiguration abzuschalten, siehe KONFIGURATION – NETZWERK…

Zunächst wird die Sprache eingestellt, Dies erfolgt unter KONFIGURATION (Zahnrad rechts oben)…

…und dann AUSSEHEN (APPEARANCE)…

Nun kann – sofern gewünscht – das WLAN-Modul konfiguriert werden KONFIGURATION – NETZWERK. Nach dem Eingeben und Speichern der eigenen WLAN Daten und einem Neustart des Systems ist das Radio auch über WLAN erreichbar, bekommt aber eine neue IP-Adresse, was beim nächsten Aufruf des WebUI beachtet werden sollte…

Tipp:

Die WLAN-Sticks verfügen oft über eine Energiesparfunktion, die standardmäßig aktiv ist. Damit das Radio immer erreichbar ist, sollte man diese Funktion deaktivieren. Wie das geht, hängt vom Typ des verwendeten WLAN Sticks ab.
Bei den meist in Kombination mit dem Raspberry Pi eingesetzten Edimax Adaptern mit RTL8192CU Chipsatz von Realtek wird die Energiesparfunktion deaktiviert, indem mit dem NANO Editor eine Konfigurationsdatei wie folgt angelegt bzw. modifiziert wird.
Hierzu ist ein Einloggen in Volumio erforderlich. Um das System nicht extra an einen Monitor anschließen zu müssen, lässt sich idealerweise Putty einsetzen, mit dem diese Anpassung „remote“ über das Netzwerk erfolgen kann.
Ab der Volumio Version 2.199 muss hierzu aber vorher SSH manuell eingeschaltet werden, da diese Funktion aus Sicherheitsgründen deaktiviert ist. Mit einem Aufruf der Konfigurationsseite über…

IP-Adresse/dev/

…und einem Klick unter „SSH“ auf „enable“ ist das schnell erledigt…

Standardmäßig lauten Benutzername und Passwort in Volumio Version 2.n „volumio“.

sudo nano /etc/modprobe.d/8192cu.conf

In die so erstellte Datei wird Folgendes eingetragen:

options 8192cu rtw_power_mgnt=0 rtw_enusbss=0

Falls schon ein Eintrag vorhanden ist, diesen einfach durch die o.a. Zeile ersetzen…

Gespeichert wird mit…

Strg o und Enter

…und wir verlassen den Editor mit…

Strg x

Zur Aktivierung wird das System neu gestartet…

sudo reboot

Auch für andere WLAN-Sticks findet man im Internet diverse Lösungen, die man versuchen kann.

Wenn mehrere Volumio Geräte verwendet werden, kann noch ein individueller Gerätename vergeben werden KONFIGURATION – SYSTEM…

Unter KONFIGURATION – WIEDERGABE wird die verwendete Audiokarte ausgewählt (hier der HiFiBerry Amp+),…

…die nach einem Neustart erkannt wird.

Die auf den angeschlossenen USB-Sticks enthaltene Musik sollte im Hintergrund automatisch eingelesen werden, was unter KONFIGURATION – MEINE MUSIK geprüft werden kann…

Falls nicht, genügt ein Klick auf den NEU EINLESEN Button.

Wer ein Netzwerklaufwerk einbinden möchte, kann dies ebenfalls dort konfigurieren.

Beispiel „Konfiguration einer FritzBox (FritzNas) als Netzwerklaufwerk“:

Zunächst sollte in der FritzBox für diese Funktion ein eigenes Benutzerkonto (z.B. mit dem Namen „Musik“) angelegt und wie folgt konfiguriert werden…

Das Verzeichnis, zu dem Lesezugriff gewährt wird, ist dabei die Bezeichnung des NAS-Mediums, auf dem die Musik gespeichert ist, hier „USB_Medien“…

Anschließend wird in Volumio unter KONFIGURATION – MEINE MUSIK ein neues Netzwerklaufwerk wie folgt hinzugefügt („zeige erweiterte Optionen“ einschalten)…

Alias: My Musik (sollte nicht geändert werden)
IP-Adresse Des Laufwerks: IP-Adresse der FritzBox
Pfath: FRITZ.NAS/NAS-Medium, auf dem die Musik gespeichert ist/Ordner mit den Musikdateien/
(im Beispiel oben "FRITZ.NAS/USB_Medien/Musik")
Typ Der Dateifreigabe: cifs
Benutzername: Benutzername (im Beispiel oben "Musik")
Passwort: Passwort des Benutzers in der FritzBox
Optionen: vers=1.0 (ab FritzOS Version 7.20 muss "vers=3.0" eingegeben werden)

Anschließend sollte das Laufwerk gemounted sein…

Tipp:

Man kann die Musik von einem NAS etc. auch über eine App zum Volumio-Radio „streamen“. Hierzu eignet sich z.B. BubbleUPnP.

FitzBox Nutzer können auch die FRITZ!App Media nutzen, die hierfür ebenfalls prima funktioniert.

Noch ein Tipp:

Bei Verwendung eines oder mehrerer USB-Sticks im Raspberry Pi braucht man das Radio nicht zu öffnen, um neue Musik darauf zu kopieren. Dies kann bequem über das Netzwerk erfolgen, z.B. mittels WinSCP…

Auch hier lauten Benutzername und Passwort in Volumio Version 2.n standardmäßig „volumio“.

Die Speichergeräte findet man unter /mnt/USB…

…oder direkt unter /media/Gerätename…

Über KONFIGURATION – MEINE MUSIK und den AKTUALISIEREN Button wird die hochgeladene Musik in die Datenbank übernommen.

Wenn ein Display eingesetzt werden soll, wird noch das „Touch Display Plugin“ benötigt, das unter KONFIGURATION – PLUGINS installiert…

…und anschließend aktiviert wird…

Sehr empfehlenswert ist das YouTube Plugin, mit dem sich YouTube-Inhalte (natürlich nur der Ton) direkt über Volumio abspielen lassen…

Bedienung

Die Bedienung von Volumio ist selbsterklärend. Für Lautstärke und zum „Spulen“ dienen die runden Regler des WebUI, die Musikauswahl erfolgt über den Button DURCHSUCHEN unten links…

Unten rechts unter WARTESCHLANGE gelangt man auf die Playlist.

Besonders bequem ist natürlich ein am Gerät vorhandenes Display, man kann zur Bedienung alternativ oder ergänzend aber auch einen beliebigen Browser von einem Tablet, Smartphone oder PC einsetzen.

Das Design des WebUI ist responsiv, weswegen es auch auf einem kleinen Smartphone Bildschirm schön anzusehen und gut zu bedienen ist…

Tipp:

Für ein „App-ähnliches“ Feeling lässt sich ein Kiosk-Browser verwenden, der im Vollbildmodus läuft. Ein schöner Kioskbrowser für Android ist z.B. der „Fully Kiosk Browser„.

Zur Integration in die Hausautomatisierung habe ich das WebUI auch in die Mediola AIO NEO Fernbedienung eingebaut…

Das geht sehr einfach über „Einbinden einer Webseite“…

Tipp:

Wem das WebUI von Volumio nicht gefällt, kann auch über eine Music Player Daemon (MPD) Client App auf Volumio zugreifen, hierfür eignet sich z. B. die Android App MP Droid.
Auch für andere Betriebssysteme findet man eine recht große Auswahl.

Falls auch eine Bedienung über Tasten gewünscht ist, wird noch das „GPIO Buttons Controller Plugin“ benötigt…

Je nach gewählten und konfigurierten GPIO PINs des Raspberry Pi,…

…kann hierbei das „pull-up“ oder „pull-down“ Verfahren genutzt werden. Details dazu finden sich auf der Entwicklerseite des Plugins.

Wenn mehrere Volumio-Geräte eingesetzt werden, lassen diese sich bequem über „Multiroom Devices“ aus einer gemeinsamen WebUI-Oberfläche bedienen…

Alternative Anwendungen

In einem weiteren, deutlich kleineren Mono Röhrenradio…

…setze ich einen Raspberry Pi 2 Modell B mit einem kostengünstigen 25-W-Mono-Digitalverstärker DA25 von ELV ein,…

…der über die Klinkenbuchse des Raspberry Pi und einen Adapter „Chinch-Stecker auf 2x Cinch-Buchse“ angeschlossen wurde. Man kann die beiden Kanäle natürlich auch zusammen löten.

Die Audioqualität kommt nicht ganz an die des HiFiBerry Amp+ heran, da trotz Verwendung unterschiedlicher Netzteile für Raspberry Pi und Verstärker (beide am gleichen Netzteil geht aufgrund von massiven Störungen gar nicht) ein ganz leises Rauschen hörbar ist, wenn keine Musik abgespielt wird. Hier müsste man evtl. noch eine galvanische Trennung des Audiosignals einbauen. Ansonsten klingt aber auch diese Kombination sehr passabel und hat einen Leistungsaufnahme von insgesamt nur 3,5 Watt im Betrieb!

Einen weiteren Raspberry Pi 2 Modell B, jedoch mit einem HiFiBerry Amp+, verwende ich an zwei älteren 3 Wege Bassreflex Standlautsprechern ACR Cembalo mit einer Impedanz von 4 bis 8 Ohm und einer Musikbelastbarkeit von jeweils 250 Watt.

Ich bin immer wieder beeindruckt, wie gut diese Boxen mit der Raspberry Pi / HiFiBerry Amp+ / Volumio Kombination klingen. Auch die Lautstärke ist mehr als ausreichend. Das System steckt in einem HiFiBerry Amp+ Kunststoffgehäuse,…

…versteckt hinter einer der Boxen…

…und benötigt im Betrieb ca.5 Watt.

HomeMatic

Üblicherweise ist es vorgesehen das System im 24 Stunden / 7 Tage Modus zu betreiben. Da das große Radio mit Verstärker und Display im Betrieb eine Leistungsaufnahme von gut 10 Watt hat, wollte ich aber eine Ein- und Ausschaltfunktion über HomeMatic integrieren.

In einem anderen Artikel habe ich schon einmal beschrieben, wie man das bei Raspian mit einem Apache Webserver lösen kann. Unter Volumio führt dieser Weg aber nicht zum Ziel.

Also nutze ich die für Waschmaschinen und Wäschetrockner beliebte Variante mit Hilfe eines HomeMatic Funk-Schaltaktors mit Leistungsmessung HM-ES-PMSw1-Pl, der in das Radio eingebaut wurde, bei Bedarf aber auch in einer Wandsteckdose platziert werden kann…

Nachdem das System herunter gefahren wurde KONFIGURATION – HERUNTERFAHREN – AUSSCHALTEN,…

…bleibt das Display an und die Leistungsaufnahme liegt bei ca. 5 Watt.

Über das folgende HomeMatic Programm wird das System vom Netz getrennt, wenn die Leistungsaufnahme länger als 15 Sekunden unter 7 Watt liegt…

Die „Sonst, wenn…“ Bedingung verhindert ein unerwünschtes Ausschalten bei einer kurzzeitigen Leistungsschwankung.

Hinweis:

Bei einer Einstellung der Hysterese von 15 Sekunden kann es vorkommen, dass der Raspberry Pi bei einem Neustart im Bootvorgang ausgeschaltet wird, weil die Übertragung der Leistungsmessung des HM-ES-PMSw1-Pl nicht schnell genug erfolgt. Falls dies stört, sollte die Zeit etwas länger gewählt werden, z. B. 30 Sekunden.

Eingeschaltet wird das System mit einer der Radiotasten über ein 3-Kanal-Funk-Schließerkontakt-Interface HM-SCI-3-FM,…

…das hier noch ungenutzt vorhanden war. Man kann natürlich auch einen anderen HomeMatic Sender nehmen.

Als Backup, falls die automatische Ausschaltung einmal nicht funktionieren sollte, wurde ein Taster zum manuellen Ausschalten des Schaltaktors in die Rückwand eingebaut, der einen zweiten Kanal des HM-SCI-3-FM triggert…

Hierzu wurden HM-SCI-3-FM und HM-ES-PMSw1-Pl über Direktverknüpfungen verbunden…

Alternativ kann man auch Programme nutzen…

Zum Hochfahren des Systems wird also die zugehörige Fronttaste am Radio oder ein entsprechender Button auf der AIO NEO Fernbedienung gedrückt.

Ausgeschaltet wird automatisch, nachdem das System heruntergefahren wurde.

Bitte beachten...

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