Новая жизнь старого радио

Всем привет. Примерно с полгода назад открыл для себя удивительный мир интернет-радио. Мир без рекламы, тупых шоу и с музыкой, которая нравится, и идет при этом постоянно :) Ну а попутно с этим открытием окунулся в область железа, на котором собираются web-радиоприемники. По этому под катом будет лютый диайвай (рукожопие — если по-русски).

Краткий экскурс

Если кто не в курсе, то современные радиостанции, которые мы слушаем, например в авто, радио-станциями назвать можно условно. По радиоканалу осуществляется передача только условной «последней мили». Сама студия вполне может находиться в другом городе, или даже стране, а сигнал до радиопередатчика в цифровом виде передается по сетям передачи данных, или спутниковому каналу. Ну это если совсем упростить. Дак вот некоторые студии пошли дальше, и вообще отказались от радиопередатчиков и «последней мили», и полностью решили не выходить за рамки общественных сетей передачи данных, которые в общей куче своей называются Интернет. Т.е. на станции формируется широковещательный поток (broadcast), который доступен всем устройствам сети. Нужно только знать его адрес и порт вещания. Тут не, откладывая в долгий ящик, стоит привести неплохой список с адресами потоков станций, откуда лично я надергал много интересного. Ну и, чтобы все заиграло, нужно иметь некое устройство, способное принять и декодировать этот поток. Это может быть компьютер с необходимой программой, телефон тоже с программой, а может быть микроконтроллер с необходимой прошивкой, что суть одно и то же. От теории перейдем к железу.

Программно-аппаратная часть

Как говорилось выше, раскодировать и воспроизвести поток вам в колонки или наушники может ПК, либо телефон, на которых есть программы. Это просто и не интересно, т.к. мы легких путей искать не привыкли…
Гораздо интереснее собрать данный функционал в отдельном «железе», и до кучи встроить его во что-нить интересное (например в кухню), а попутно завязать на умный дом (если таковой у вас есть).
Первые «железные» интернет-радиоприемники народ делал уже давно на базе одноплатных ПК. Эти девайсы получались более простыми, чем собранные на микроконтроллерах (МК) семейства Arduino, хотя и более дорогими. Все изменилось после того, как малоизвестная китайская компания Espressif разработала и выпустила МК esp8266. Данный девайс повторял идеологию «одноплатности», имел на борту много вкусного, включая и Wifi, и самое главное имел гуманный ценник. Постепенно подключилось сообщество, и мир увидели множество устройств на базе этого МК. В приложении к нашей теме на esp8266 есть несколько достойных внимания проектов, которые я пробовал повторить. Начну с самого прикольно (ИМХО) прожекта Radiosn, от немногословного автора Alex666, который поставил рекорд по цене своего рабочего девайса в 3 бакса. Далее идет проект ESPmini от rv9c, который на последних этапах внедрил даже голосовое оповещение работы своего приемника (т.е. автотетка проговаривает свой режим работы, номер кнопки радиостанции и свой айпишник, что облегчает использование устройства без дисплея.
Проектов наверняка больше, но я пробовал эти два, и могу описать их недостатки. А недостатки вытекают из характеристик самого МК — малое количество GPio, что затрудняет подключение периферии в виде дисплеев, энкодеров, пультов ДУ, плат декодеров и проч. Второй существенный недостаток — малое количество памяти на борту контроллера, что ограничивает размер буфера данных при распаковке. Это приводит к затыкам звука, когда интернет канал недостаточно стабилен. Но опять наши китайские друзья из Espressif не дали умереть идее, и выпустили продолжение популярного МК в виде esp32, где учли все недостатки, сохранив при этом приемлемую конечную цену.
Благодаря достаточному количеству портов ввода-вывода, к esp32 можно напрямую подключать дисплеи и прочую периферию. Памяти под буфер добавили тоже, затыков практически нет, да и умельцы научились дополнительно ее расширять.
Проектов веб-радио на этом МК довольно много, и они постоянно появляются, так, что особо не уследишь. Да я и не слежу больше, после того, как попробовал самый популярный проект веб-радио под названием Ka-Radio от уважаемого прошивкомейкера Karawin. В текущей версии 1.9 r4 практически все детские болезни автор уже пофиксил, прошивка обновляется по воздуху, и все корректно работает. Из дополнительных плюшек — есть софтинка под андроид, позволяющая рулить радио не вставая с дивана без прикручивания лишней периферии.
Вообще, большинство приведенных выше проектов интернет-радио имеет свойство становиться коммерческими. Т.е. авторы начинают предлагать готовые устройства, либо платы, либо киты-этих плат. Я считаю это нормальным, т.к. во первых — конкуренция, и цена на готовые устройства уже стала вполне подъемной, во вторых — если у кого чешутся руки — можно купить кит и получить удовольствие от его сборки. Не отстают и китайцы. Самый популярный девайс, который можно купить на али называется TTGO, на основе которой народ делает мобильные версии веб-радио. Для примера вот ссыль на блог комрада nadim24, где собрана куча полезной инфы по теме, включая и прошивку для TTGO.
В завершении хочу еще раз сказать, что проектов и информации очень много. Я привел лишь те, которые пробовал сам.
На этом теоретическую часть банкета закончу, пора переходить к практике.

Обещанный DIY

На работе у меня постоянно лежит и играет комплект плат на макетке, на котором я экспериментирую с прошивками. Среди них герой обзора esp23 от Lolin, и плата декодера VS1053. Последняя позволяет освободить esp-шку от обязанности декодирования потока (хотя, она тоже может это делать). Но VS1053 делает это качественнее, поддерживает больше форматов, в том числе и AAC, имеет на борту темброблок, и гнездо для флешки (но возможность ее чтения пока не реализована в прошивке).
Народ ходит, интересуется, уважительно цокает языком, мол до чего техника дошла.
С одним коллегой разговорились — заинтересовался. Коллега любитель старины, вспомнил, что на какой-то распродаже купил раритетный трехпрограммник, и предложил его таким образом реанимировать. Обсудили техзадание, и нюансы — остановились на проекте Karadio. Заказал комплект плат и энкодер у китайцев, а пока они едут, полюбуемся на раритет:

Красавец. Правда некомплектный и пошарпаннный. Можно было отбелить пластмасс, и как-то обновить покоцанную металлическую полоску под регуляторами, но как это корректно сделать в домашних условиях я не знаю. Точнее знаю, но как восстановить заводские надписи не придумал. У кого есть опыт, подскажите? Основная просьба хозяина радио была, чтобы внешний вид не изменился от слова вообще. А так же, чтоб сохранилась вся нативная нутрянка (хоть и неисправная). Хозяин — барин, сохранить, так сохранить. Пока едут платы — продумываем, как разместить их внутри, чем питать, и как этим всем управлять. Поскольку внешний вид трогать нельзя, дисплей отпадает. Даже отверстие для ИК приемника сделать не разрешили, да и сама идея пульта ДУ заказчику не понравилась. Остается только управление с телефона. Ну и энкодер для регулировки громкости и переключения станций на место штатного регулятора громкости. Демонтируем все, кроме динамика:

После всех примерок, изготавливаем монтажную плату:

Обратная сторона (не для слабонервных):

Про ЛУТ знаю, но ни дома, ни на работе заниматься этим возможности нету :( По этому как есть, благо, в оконцовке этой порнографии видно не будет…
Для внимательных читателей, фото ближе:

Это DC/DC преобразователь, позволяющий гальванически развязывать цепи питания. Используемая в проекте плата VS1053 имеет конструктивную особенность — на выходе ЦАП-а земля является «цифровой». И если питать усилитель аудиосигнала и ЦАП от одного источника — земли объединятся через джек аудивыхода, и на усилитель полезет цифровой шум. Выражается это в шумах и треске, которые особенно слышно в паузах и на низкой громкости. Использование DC/DC для питания esp и vs-ки гальванически развязывает их цепи питания и питание усилителя — звук становится шелковистым и приятным на ощупь :)
Такого же эффекта можно достигнуть, используя отдельный трансформаторный блок питания для связки esp+vs, либо для усилителя. Или применяя разделительный трансформатор по входу усилителя.
Пока собирал и паял, пришли платы:

Далее, согласно плана размещаем это в корпусе раритета:

В качестве усилителя использую плату от колонок, коих у меня на работе куча — и в колонках и отдельно. Питается плата штатно теми же 5-ю вольтами, что и остальное железо, так что дополнительно больше ничего не понадобилось, кроме, собственно, БП. Его я тоже нашел в куче барахла на работе, правда не совсем исправным, но после восстановление работает нормально. Потребление схемы на максимальной громкости 0,7 ампера, из которых 0,15 потребляет esp+vs.
Как договаривались, ворачиваю на место остальную нутрянку трехпрограммника:
Подстроил немного темброблок под существующие реалии, накидал в список радиостанций. Приемник отлично играет. Особенно аутентично на нем звучат старые радиопостановки. Прямо как на машине времени путешествуешь :)
Во время тестового прогона подтянулись ценители:

Такая вот поделка выходного дня.
Всем добра!