將 Orange Pi Zero 改造成 AirPlay 音頻播放器

最後更新

最近突然又想自己架設個簡單的 AirPlay 播放器，好透過 wifi 遠端播放我的 iPhone 或是 MacBook 上面的音樂。

剛好手邊的單板電腦都已經有各自的用途，於是便來找一片新的板子，最後鎖定了 Orange Pi Zero 這片開發板 (我選的是記憶體為 256 MB 的版本)。

會選這片的原因，主要是包含運費後他最便宜(大約 NT 362 元)，剩下要自己準備的則是: USB 電源、USB 手機充電線、8GB MicroSD 卡。

這邊就來紀錄一下我怎樣進行設定的。

下載 Image

首先連線到 http://www.orangepi.org/downloadresources/ ，取得你要用的 Image。由於我只是要用於文字介面，因此選擇 Debian Server 。

下載好 Image 並解壓縮後，可以直接透過 dd 命令將其燒錄到 SD 卡 (假設 SD 卡設備為: /dev/sdc ) 

coldnew@gentoo ~ $ sudo dd if=debian_server_For_OrangePizero_v0_9_2.img of=/dev/sdc bs=1m

連接 UART

將 SD 卡插上後，我會先透過 USB 轉 TTL 的轉接線來登入終端介面

從 Xunlong Orange Pi Zero 上面可以看到 Orange Pi Zero 的腳位是這樣定義的:

因此我們接線的時候，要把 USB 轉 TTL 線上面的 TX 接到 Orange Pi Zero 的 RX, TTL 線上面的 RX 接到 Orange Pi Zero 的 TX:

如果接上去後，開機沒任何訊息的話，可以試著把 TX 和 RX 線對調，看看是不是接錯了。

預設帳號密碼

Orange Pi Zero 預設的帳號密碼是這樣的:

  • 帳號: root
  • 密碼: orangepi

不要輸入錯誤進可以進去啦 

Debian GNU/Linux 8 OrangePizero ttyS0

OrangePizero login: root
Password:
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擴充檔案系統大小

進入到系統的第一步，當然就是擴充 SD 卡的空間了 

root@OrangePizero:~# fs_resize

Disk /dev/mmcblk0: 7.4 GiB, 7969177600 bytes, 15564800 sectors
/dev/mmcblk0p1       40960  172031  131072   64M  b W95 FAT32
/dev/mmcblk0p2      172032 2113536 1941505  948M 83 Linux

Max block: 15563776
Part end: 2113536
Part start: 172032

WARNING: Do you want to resize "/dev/mmcblk0p2" (y/N)?  y
PARTITION RESIZED.
*********************************************
Rootfs Extended. Please REBOOT to take effect
*********************************************

好了後，我們就可以來進行網路設定，你也可以先接上網路線，然後更新套件。

設定 wifi

我自己對於 wifi 的設定，一直都是習慣使用 NetworkManager 來進行的。因此在這邊先啟動 NetworkManager: 

root@OrangePizero:~# systemctl start NetworkManager
root@OrangePizero:~# systemctl enable NetworkManager

另外，由於 Orange Pi Zero 有兩個 wifi 設備，一個是 p2p0，另外一個是 wlan1 

root@OrangePizero:~# nmcli dev
DEVICE   TYPE      STATE      CONNECTION
eth0     ethernet  connected  eth0
p2p0     wifi      unmanaged  --
gre0     gre       unmanaged  --
lo       loopback  unmanaged  --
wlan1    wifi      unmanaged  --
ip6tnl0  unknown   unmanaged  --
sit0     unknown   unmanaged  --
tunl0    unknown   unmanaged  --

由於 NetworkManager 預設會先去抓 p2p0 (按照字母排列)，因此我會設定成讓 NetworkManager 忽略 p2p0 這個設備，避免設定 wifi 變得麻煩。

編輯 /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf ，加入以下資訊: 

[main]
plugins=ifupdown,keyfile

[ifupdown]
managed=true
[keyfile]
unmanaged-devices=interface-name:p2p0

好了後，重新啟動 NetworkManager 

root@OrangePizero:~# systemctl restart NetworkManager

這樣我們就可以列出我們可以連線的無線網路: 

root@OrangePizero:~# nmcli dev wifi list
*  SSID        MODE   CHAN  RATE       SIGNAL  BARS  SECURITY
   Edgar       Infra  10    54 Mbit/s  100     ▂▄▆█  WPA1 WPA2
   AUSTIN&FAY  Infra  6     54 Mbit/s  45      ▂▄__  WPA1 WPA2
   75226490    Infra  1     54 Mbit/s  35      ▂▄__  WPA2
   2.4aaaaaaa  Infra  4     54 Mbit/s  34      ▂▄__  WPA1 WPA2
   RT-N16      Infra  6     54 Mbit/s  29      ▂___  WPA2
   a89565282   Infra  1     54 Mbit/s  25      ▂___  WPA1 WPA2
   dlink       Infra  11    54 Mbit/s  20      ▂___  WPA1 WPA2
   mat         Infra  3     54 Mbit/s  22      ▂___  WPA1

假設我們要連接的 ESSID 為 Edgar，則接下來使用以下命令進行連接 

root@OrangePizero:~# nmtui-connect Edgar

你會看到出現一個輸入密碼的視窗，輸入進去後應該就可以正常連上網路了

如果你想要一個指令就完成這個動作，你可以使用下面的命令 (替換 <essid> 和 <password>) 

root@OrangePizero:~# nmcli dev wifi connect <essid> password <password>

這樣我們就完成無線網路的連接。

設定 avahi-daemon

為了讓 Apple 設備可以透過 Zeroconf 協定找到同一網域下的設備，我們必須啟用 Avahi。

這邊啟用 avahi 並將其加入開機啟動項目去。 

root@OrangePizero:~# systemctl start avahi-daemon
root@OrangePizero:~# systemctl enable avahi-daemon
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編譯並安裝 shairport-sync

首先，我們要安裝一些軟體來幫助我們編譯並安裝 Shairport。 

root@OrangePizero:~# apt-get install build-essential git autoconf libtool \
    libdaemon-dev libasound2-dev libpopt-dev libconfig-dev \
    avahi-daemon libavahi-client-dev \
    libssl-dev

該裝的軟體都裝完以後，我們就可以下載最新的 shairport-sync 程式碼並安裝到系統內。 

git clone https://github.com/mikebrady/shairport-sync.git
cd shairport-sync && autoreconf -i -f

接下來就是依照 shairport-sync 的 README 進行設置，我是設定了這些參數 

./configure \
    --with-alsa --with-stdout --with-pipe --with-avahi \
    --with-ssl=openssl --with-metadata --with-systemd

接下來將整個程式安裝到系統中 

root@OrangePizero:~/shairport-sync# make install

因為在前面的參數我是設定為給 systemd 的使用者使用，因此需要增加使用者與群組 

root@OrangePizero:~# groupadd -r shairport-sync
root@OrangePizero:~# useradd -r -M -g shairport-sync -s /usr/bin/nologin -G audio shairport-sync

接著加入到 systemd 開機設定中，並啟用 shairport-sync 服務 

root@OrangePizero:~# systemctl enable shairport-sync
root@OrangePizero:~# systemctl start shairport-sync

完成後，來設定輸出設備，這邊我採用的是 USB DAC。

設定 USB DAC

我自己播放音樂的時候，都是透過 USB DAC 來進行播放的 (這樣音質較好)，因此要多進行一些步驟，讓 Orange Pi Zero 可以透過 USB 音效卡輸出。

載入需要的驅動

正常來講，我們只要載入了 snd_usb_audio 這個驅動，就可以讓 ALSA 識別 USB 音效卡。

不過…… 

root@OrangePizero:/lib/modules# modprobe snd_usb_audio
modprobe: ERROR: ../libkmod/libkmod.c:557 kmod_search_moddep() could not open moddep file '/lib/modules/3.4.39/modules.dep.bin'

好吧，有東西從缺，改用 insmod 的方式來載入。我們在 /etc/rc.local 加上這些東西 

insmod /lib/modules/3.4.39_zero/snd-usbmidi-lib.ko
insmod /lib/modules/3.4.39_zero/snd-hwdep.ko
insmod /lib/modules/3.4.39_zero/snd-usb-audio.ko

這樣重開機後，你可以透過 lsmod 確認需要用到的驅動是否有真的被載入: 

root@OrangePizero:~# lsmod
Module                  Size  Used by
snd_usb_audio          79205  2
snd_hwdep               5337  1 snd_usb_audio
snd_usbmidi_lib        17391  1 snd_usb_audio
xradio_wlan           230792  0

如果上面列出的模組有缺的話，可以透過以下命令檢查是否 /etc/rc.local 有哪個地方出錯 

root@OrangePizero:~# systemctl status rc-local
● rc-local.service - /etc/rc.local Compatibility
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/rc-local.service; static)
   Active: active (exited) since Thu 1970-01-01 00:38:08 UTC; 47 years 3 months ago

Jan 01 00:38:07 OrangePizero systemd[1]: Starting /etc/rc.local Compatibility...
Jan 01 00:38:08 OrangePizero systemd[1]: Started /etc/rc.local Compatibility.

確認該被載入的驅動有正常載入後，我們來指定 ALSA 預設得輸出設備。

指定 ALSA 輸出設備

那我們要怎樣讓 ALSA 知道我們指定的 USB DAC 的輸出位置呢?

首先先列出可以使用的音效卡資訊: 

root@OrangePizero:~# cat /proc/asound/cards
0 [audiocodec     ]: audiocodec - audiocodec
                     audiocodec
1 [sndhdmi        ]: sndhdmi - sndhdmi
                     sndhdmi
2 [Set            ]: USB-Audio - C-Media USB Headphone Set
                     C-Media USB Headphone Set at usb-sunxi-ohci-1, full speed

找到編號是 2 後，我們就可以編輯 /etc/asound.conf 指定預設的 alsa 設備： 

defaults.pcm.card 2
defaults.ctl.card 2

這樣子播放的時候，ALSA 就會選用 USB-Audio - C-Media USB Headphone Set 這個設備進行播放。

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在 macOS 下透過 AirPlay 播放

所有設定完成後，只要你的 macOS 和你的 AirPlay 設備在同一個網域，你就可以這樣找到他:

或是透過 iTunes 選擇設備:

試試看，播放聲音的時候，聲音是不是透過連接在 Orange Pi 上面的 USB DAC 送出來的 :)