บอร์ด Audio HAT แบบ 2.1 แชนแนลสำหรับ Raspberry Pi พร้อม Texas Instruments TAS5825M class-D amplifier

ก่อนหน้านี้เราเคยนำเสนอ Louder Raspberry Pi, ซึ่งเป็นมีเดียเซ็นเตอร์โอเพ่นซอร์สที่รวมบอร์ด Louder Raspberry Hat ซึ่งใช้แอมพลิไฟเออร์ Class-D รุ่น TAS5805M กำลังขับ 25W ล่าสุดผู้พัฒนาได้เปิดตัว Louder Raspberry Hat Plus, โดยอัปเกรดจากแอมป์ TAS5805M มาเป็นรุ่น TAS5825M ที่ทรงพลังยิ่งกว่า สามารถขับกำลังได้สูงสุด 53W ในโหมดโมโน (PBTL) พร้อมทั้งให้ประสิทธิภาพและการจัดการความร้อนที่ดีขึ้น

Louder Raspberry Hat Plus รองรับการใช้งานกับบอร์ด Raspberry Pi ทุกรุ่น และมีให้เลือก 2 เวอร์ชัน คือ 1X และ 2X โดยรุ่น 1X ให้กำลังขับสูงสุด 2×32W ที่โหลด 8Ω หรือ 2×45W ที่ 4Ω ส่วนรุ่น 2X รองรับ 2×32W พร้อมช่องซับวูฟเฟอร์เฉพาะ 53W และสามารถใช้งานโหมดบริดจ์ (Bridge Mode) เพื่อเพิ่มกำลังขับแบบโมโนได้อีกด้วย

บอร์ดยังมาพร้อม DSP ภายใน รองรับ parametric EQ 15 แบนด์ต่อแชนแนล, FIR filtering 128-tap, DRC แบบ 3 แบนด์, LF/HF crossoversแบบเลือกได้, การควบคุมระดับเสียงและ เกน (gain) แบบดิจิทัล (เกนอนาล็อก 32 ระดับ), โหมดมอดูเลชันที่เลือกได้, ปรับความถี่สวิตชิ่งได้สูงสุด 768kHz รวมถึงระบบตรวจสอบความผิดปกติของฮาร์ดแวร์ เช่น กระแสเกิน ความร้อนสูงเกิน และปัญหาแรงดันไฟเลี้ยง บอร์ดสามารถจ่ายไฟผ่านอินพุตภายนอกช่วง 7V–26V (สูงสุด 28V) และมีตัวแปลงแรงดันแบบสเต็ปดาวน์ในตัวสำหรับจ่ายไฟ 5V ให้กับ Raspberry Pi เหมาะสำหรับงานระบบเสียง DIY, ระบบสมาร์ทโฮม, ระบบสตรีมมิ่งหลายห้อง (Multi-room), และผลิตภัณฑ์เสียงแบบ Embedded

สเปคของ Louder Raspberry Hat Plus:

รองรับบอร์ด– Raspberry Pi 2, 3, 4, 5, Zeroและอาจรองรับ Raspberry Pi รุ่นอื่น ๆ ที่มี Header 40 พิน
ฮาร์ดแวร์เสียง
- DAC/Amp – 1x (สเตอริโอ) หรือ 2x (แบบ 2.1 แชนแนล) ที่ใช้ Texas Instruments TAS5825M I2S DAC แบบ I2S DAC พร้อมแอมพลิไฟเออร์ Class-D ในตัว
- กำลังขับเสียง
  - 2x 32W (8Ω, 1% THD+N) @ 20V
  - 2x 45W (4Ω, 1% THD+N) @ 20V
  - 1x 53W (4Ω, 1% THD+N) @ 20V ในโหมด PBTL (โมโน)
  - 2x 32W (8Ω) + 1x 53W (4Ω) สำหรับไดรเวอร์ subwoofer driver เฉพาะรุ่น 2.1 Channel 2X
- DSP
  - ควบคุมระดับเสียง/เกน (gain) แบบดิจิทัล
  - parametric EQ 15 แบนด์ต่อแชนแนล
  - FIR filter 128-tap
  - Dynamic Range Compression (DRC) แบบ 3 แบนด์
  - Automatic Gain Limiter (AGL)
  - Smart Excursion, Smart Thermal, Smart Bass, และ SmartEQ
การเชื่อมต่อผ่าน GPIO header 40 พิน
- อินเทอร์เฟซเสียงแบบ I2S (Clocks: GPIO 18, 19; Data: GPIO 19)
- อินเทอร์เฟซ I2C สำหรับควบคุมระดับเสียง เกน และตั้งค่า DSP (Addresses 0x4c – 0x4f)
- ตัวรับสัญญาณอินฟราเรด (IR) เชื่อมต่อกับ GPIO 17
อื่น ๆ – อินพุตอินฟาเรด (IR) ผ่าน GPIO 17 (เฉพาะรุ่น 1X)
ระบบจ่ายไฟ
- ใช้ไฟ DC ภายนอก 7V – 26V
- มี buck regulatorร์ในตัว จ่ายไฟ 5V สูงสุด 3A ให้ Raspberry Pi
- ระบบป้องกัน: กระแสเกิน, DC fault, แรงดัน PVDD ต่ำ/สูงเกิน, และระบบเตือนอุณหภูมิ 4 ระดับ
ขนาด – 65 x 56 x 20 มม.

เนื่องจากชิป DAC+AMP รุ่น TAS5825M ของ Texas Instruments ยังไม่รองรับโดยตรงใน Raspberry Pi OS มาตรฐาน ผู้ใช้จึงต้องติดตั้งไดรเวอร์แบบกำหนดเองจากรีโพซิทอรีของโครงการ ซึ่งภายในมีทั้งไฟล์ผังวงจร PCB และคำแนะนำการตั้งค่าซอฟต์แวร์อย่างละเอียดสำหรับเปิดใช้งานและปรับแต่งบอร์ด

กระบวนการติดตั้งโดยทั่วไปใช้เวลาประมาณ 5 นาที และรีบูตเพียงหนึ่งครั้ง ก็จะสามารถควบคุมระดับเสียงและฟีเจอร์ DSP ผ่านระบบ ALSA ได้อย่างเต็มรูปแบบ ส่วนตัวรับสัญญาณอินฟราเรด (IR) เพียงเพิ่มบรรทัด GPIO overlay ที่กำหนดไว้ในไฟล์ config.txt เท่านั้น เมื่อไดรเวอร์ทำงานแล้ว บอร์ดจะรองรับแพลตฟอร์มเสียงยอดนิยม เช่น Volumio, Moode Audio และ Logitech Media Server (LMS) ได้อย่างสมบูรณ์ โดยสามารถข้อมูลเพิ่มเติมได้จากหน้าเอกสารบน Hackaday

ก่อนหน้านี้เรายังเคยนำเสนอ Sonocotta HiFi-Amped, ซึ่งมาพร้อม DAC รุ่น PCM5100 แบบคู่ และแอมพลิไฟเออร์ Class-D รุ่น TPA3110D2 แบบคู่สำหรับเอาต์พุตสเตอริโอ นอกจากนี้ Sonocotta ยังออกแบบ ESParagus Media Center ซึ่งเป็นมีเดียเซ็นเตอร์ขนาดกะทัดรัดที่ใช้ ESP32 ร่วมกับแอมป์ Class-D อีกด้วย

Louder Raspberry Hat Plus วางจำหน่ายแล้วบนแพลตฟอร์ม Tindie, โดยมีราคาเริ่มต้นที่ $25 (~880) สำหรับรุ่น 1X และ $30 (940) สำหรับรุ่น 2X นอกจากนี้ Sonocotta ยังมีอุปกรณ์เสริมให้เลือกเพิ่มเติม เช่น บอร์ดจอแสดงผล OLED และ TFT แบบ HAT สำหรับแสดงปกอัลบั้ม ระดับเสียง และข้อมูลเพลง รวมถึงอะแดปเตอร์จ่ายไฟขนาด 65W ที่สามารถสั่งซื้อได้จากร้านเดียวกันด้วย, Sonocotta ระบุว่าบอร์ดยังมีจำหน่ายผ่าน Elecrow เช่นกัน แต่จากการตรวจสอบในขณะนี้ยังไม่พบรายการสินค้า