Home Theater DIY (Caixas de Som, Amplificadores e Central de Mídia)

Home Theater DIY

Caixas de Som, Amplificadores, Central de Mídia e Aprendizagem!

A Ideia do Post

Para que esta empreitada não comece da forma que (normalmente) começam e acabam outras empreitadas, a ideia desse post é que ele vá sendo atualizado com as informações mais atualizadas sobre meu sistema de som. Ela começa, é claro, com a construção das minhas primeiras caixas de som e da primeira “versão” do sistema. Reproduzo abaixo, então, o post que fiz no extinto (e saudoso) HTFORUM, onde relatei a minha saga que se iniciou lá para os idos de 2008. O primeiro relato foi feito em dezembro de 2012.

Caixas de Som com Falantes Akron (Bookshelf)

Começo a escrever este post deixando claro minhas intenções: me apresentar ao fórum, agradecer aos usuários que me ajudaram direta ou indiretamente neste projeto que, com certeza, influenciou fortemente minha escolha profissional e, é claro, apresentar detalhes de construções, dicas, experiências e outros relatos sobre o projeto do título. A saber, seriam construídas duas bookshelfs, bass reflex com alto-falantes da Akron, construídos pelo magnífico Paulo Ramos, mais 4 amplificadores de 60W cada, um circuito denominado PL1050 que, ao meu ver, apresenta uma ótima relação custo x benefício, aliado a simplicidade do circuito eletrônico.

Primeiramente, um pouco de como tudo isso começou: nunca soube ao certo de onde vinha meu gosto para música e som em geral. Não foi algo herdado de meus pais ou de alguém muito próximo. Só sei que, desde pequeno, ficava a frente do rádio ouvindo música e, assim, vinha aquela sensação de bem estar. Eis que, com meus 15/16 anos, um pouco por falta de dinheiro para comprar um home-theater e um pouco pelo desejo de conhecer um pouco mais de eletrônica, pesquisei na internet alguns projetos de amplificadores de áudio e meu primo, bem mais velho e que tinha alguma experiência com montagens eletrônica, topou me ajudar nas montagens que viriam. Foi nesta época também que conheci o HTFORUM. Sempre ficava maravilhado ao ver os projetos que os usuários faziam e postavam, assim como o resultado final dos mesmos.

Também precisaria de um par de caixas de som para meus amplificadores. E assim, falarei primeiramente sobre as caixas de som: após baixar tutoriais e artigos sobre o assunto, me dei conta que não era uma tarefa fácil construir boas caixas de som, tanto pela complexidade das variáveis como pela falta de bons componentes acessíveis no mercado nacional. Em minhas andanças pelo fórum, observei que o senhor Paulo Ramos, também frequentador do mesmo, estava vendendo um kit com seus próprios alto-falantes e estava aí uma boa oportunidade de falantes de qualidade para o projeto das caixas de som. Um pouco receoso, entrei em contato com o Paulo Ramos, proprietário da Akron, cujos produtos eram (e são) referência de qualidade no mercado nacional. O contato foi retornado o mais breve possível e combinei de retirar os alto-falantes na própria residência do Paulo Ramos, já que morávamos em cidades vizinhas. Tinha 16 anos na época. Aqui vai meu primeiro agradecimento a esta pessoa que muito me ajudou no projeto das caixas de som: o Paulo Ramos me recebeu e a meu pai muito bem, nos convidou para uma breve audição de suas caixas Spalla em sua sala e, por e-mail, foram inúmeras as dúvidas que o mesmo me respondeu sempre com paciência e simpatia. Devo grande parte do meu interesse por acústica, alto-falantes e caixas de som a esta pessoa que me auxiliou com os mínimos detalhes de construção do par de bookshelfs.

A visão geral do projeto da Bookshelf:

A caixa é do tipo bass reflex com o duto atrás da caixa. No baffle, há uma diferença de 6 graus em relação ao plano vertical de modo a compensar a diferença de fase temporal entre o tweeter e o midbass. Foi usado internamente, no baffle e na traseira, compensado de certa qualidade (sem espaços ocos ou imperfeições), o resto do material é MDF, fora o duto, feito com cano de PVC e moldado nas extremidades para melhorar a dinâmica do ar. O rebaixo dos alto falantes foi feito com o uso de uma peça de MDF de 6mm por cima do baffle, onde o alto-falante atravessa a peça de 6mm e encaixa na peça inferior.

A fota acima é do baffle, em detalhes. Algo a ser comentado nesta parte é que, caso não tenham uma tupia a disposição, ao fazer o corte com uma serra tico-tico, certificar-se de deixar bastante espaço de folga para poder lixar depois e deixar a circunferência correta. Tive que consertá-la com massa plástica, uma vez que o furo foi mal feito por um marceneiro.

Como todo iniciante em marcenaria, tive diversos problemas na construção da estrutura de madeira, principalmente no que tange ao acabamento. Felizmente, a massa plástica ajudou-me a corrigir erros e homogeneizar a superfície da caixa. Uma dica que convém mencionar aqui consiste em não usar, na mesma peça, massa plástica e massa branca. A massa branca é um pouco melhor de ser usada para corrigir pequenos erros, enquanto a massa plástica serve para erros mais grotescos.

A imagem acima mostra em detalhe a parte traseira da caixa, a saída do duto (feito com cano de PVC e moldado em garrafa de vidro, nas extremidades), bem como o local de encaixe dos bornes da caixa. Vale mencionar aqui que utilizei como encaixe dos bornes uma peça de acrílico, material barato e que serviu bem à função.
Ainda de acrílico, fiz o suporte para o divisor de frequências utilizado:

O filtro é do tipo LinkWitz-Riley, de 12 dB/8ª, com corte em 2.5 kHz. Os capacitores utilizados foram de 4uf, de polipropileno metalizado (MKP) da EPCOS, comprados na Casa dos Capacitores, na região da Sta. Efigênia em São Paulo e os indutores encomendados na transformadores Líder, também na região. Os resistores utilizados são cerâmicos e de carbono. Além do filtro, foi usada também uma rede zobel, em paralelo com o midbass para correção da curva de impedância do mesmo e, finalmente, um circuito L-pad para atenuação do tweeter ,uma vez que o tweeter possui maior sensibilidade que o midbass. Todo o circuito está montado na placa acima que foi fixada ao fundo da caixa, próximo aos bornes. Para a fiação interna foi utilizado o Power Cable de 4mm, da Tiaflex. A caixa foi revestida internamente nas laterais com feltro betumado (aquele revestimento usado por baixo de carpetes) e também um pouco de algodão sintético atrás do midbass. As dicas para a construção do divisor de frequências e revestimento interno também são creditadas ao senhor Paulo Ramos. Novamente, muito obrigado.

Os bornes de contato eu achei na Dual Comp, também na região da Sta. Efigênia. São bornes de metal e com um bom acabamento. O resultado final:

O revestimento foi feito com laminado PET na cor preta. O material é relativamente fácil de trabalhar e oferece um bom acabamento. (poderia abrir um tópico só pra falar do laminado, mas caso alguém demonstre interesse, posso comentar mais a respeito). Uma dica importante é: para o acabamento, após a aplicação do laminado, passar um estilete (com uma lâmina nova) bem rente à madeira para a remoção da rebarba nas laterais e então utilizar um giz de cera preto nas laterais para a remoção de qualquer imperfeição. Fica muito bom. Recomendo o material. É fácil de limpar e passando-se silicone (esses de pneu de carro), fica um acabamento muito bom. Nas fotos acima o acabamento não estava limpo.

Mais detalhes da construção da caixa:
https://photos.app.goo.gl/Z9TeD2hX6prqqupN8

O projeto das caixas de som começou com aquele primeiro e-mail destinado ao Paulo Ramos, que me ajudou imensamente ao longo de toda a concepção do projeto. No entanto, por falta de planejamento minha, falta de materiais e ferramentas adequados e falta de tempo, principalmente, ficou engavetado durante algum (muito) tempo. Era ano de vestibular, tinha que decidir o rumo da minha carreira profissional, me dedicar a algo que tinha certeza ser minha vocação: a Engenharia Elétrica e, por falar em elétrica, passamos então aos detalhes dos amplificadores:

Amplificadores PL1050

Aos 15/16 anos, quando não se conhece nada de eletrônica e/ou montagens, tudo é novo e surpreendente. Começa-se então por procurar projetos conhecidos e simples para serem montados e testados. Foi neste momento que me deparei com o projeto do amplificador PL1050, que era vendido como um kit por uma loja em São Paulo. O projeto consiste em um amplificador que entrega 50W, em 8 Ohms, com alimentação assimétrica de 36V. Trocando-se o par de transistores de saída, TIP120/125 pelo TIP122/127, os diodos do circuito por diodos BA315 e aumentando-se a tensão de alimentação para 40V, consegue-se maior potência de saída e melhor resposta do circuito. A topologia do circuito é esta:

Parece muito simples de ser montado e realmente o é. Quem quiser maiores detalhes, só pedir que eu mando o PDF com o layout das placas e demais detalhes. Em todo caso, é só procurar na internet por PL1050, não será difícil encontrar este material. Fiz as placas pelo método térmico, ou seja, imprime-se, em uma impressora a laser, o layout invertido em uma transparência e então passa-se este layout para a placa com o ferro de passar roupas. Bem simples.

A imagem acima mostra 5 placas do circuito do amplificador, ainda sem os transistores de potência e os diodos, que seriam montados no dissipador. Aqui entra um ponto importante a ser levado em conta: o circuito do amplificador não pode ser classificado como high-end. As caixas de som estão um patamar acima dos amplificadores. No entanto, o circuito é extremamente simples em sua concepção, muito barato e com ótimo custo x benefício. Posso afirmar com certeza que foi uma ótima escolha para começar a mexer com montagens eletrônicas. A primeira versão montada, da foto acima, foi testada em um sistema de razoável qualidade, com caixas da Sony, do final da década de 70 (não me recordo o modelo, infelizmente, mas não era de integrados), muito bem conservadas e de ótima qualidade (3 vias, woofer de 12”) e o amplificador, alimentando tais caixas agradou e muito no resultado, tanto a mim quanto ao dono das mesmas. Este circuito é totalmente recomendado por mim, não vai desapontar a iniciantes e não me desapontou como uma das primeiras montagens que fiz, com 16 anos.

E, para melhorar a performance do amplificador, com a ajuda de meu primo (aquele que sabia um pouco de eletrônica), adaptamos uma fonte de PX para dar os 40V que precisávamos. O circuito escolhido tinha baixíssimo ruído, proteção contra curto-circuito e ótima estabilidade. Mantém a tensão de saída praticamente constante após a estabilização térmica dos componentes. (a quem interessar, também posso falar mais sobre o circuito da fonte regulada). Ainda integramos um circuito de proteção contra sobre tensão, acionado por um relé que “desliga” (desarma) a fonte.

Como pode se perceber, foram usados capacitores que juntos somavam quase 20000uF, tudo isso para garantir potência aos graves.

A placa definitiva, confeccionada em fibra de vidro, teve também as trilhas estanhadas, como mostra a imagem acima. Como a placa da fonte, as placas definitivas dos amplificadores também foram confeccionadas usando-se placa de fibra de vidro. Neste ponto, vale a pena ressaltar a péssima qualidade da placa em fenolite. Apesar de ser mais fácil de cortar, a placa de fenolite é pouco resistente ao calor do ferro de solda e suas trilhas de cobre se soltam facilmente, algo que raramente acontece com a fibra de vidro.

Por fim, acabei fazendo 4 amplificadores, dois dos quais estão sendo usados para amplificar as bookshelfs. O gabinete que abriga os amplificadores foi feito em madeira (erro meu, melhor seria se fosse de metal, mas acabou ficando um pouco grande). Para controle de sinal, utilizei potenciômetros Alpha lineares em paralelo com resistores de 1%, técnica usada para simular um efeito logaritmo que apresenta um bom resultado, conforme descrito em: http://sound.westhost.com/project01.htm. A fiação de interconexão de sinal dos amplificadores foi feita com cabos blindados da Tiaflex que apresentam ótima malha de aterramento. É importante também aterrar a carcaça de metal do potenciômetro de modo a eliminar zumbidos e demais perturbações no controle de volume. A sensibilidade do amplificador é baixa, sendo que o mesmo consegue amplificar sinais de um CD player ou de um computador.

Foto do gabinete dos amplificadores (quase) pronto:

Ainda vou trocar os knobs dos potenciômetros. Ambos os potenciômetros são duplos, o da esquerda controla o canal estéreo e o da direita, ainda não finalizado, controlará dois amplificadores com sinal mono, para um futuro projeto de subwoofer. A qualidade da foto não ficou muito boa, mas utilizei um acrílico branco na frente do gabinete, com furações onde coloquei leds atrás da placa de acrílico, obtendo-se este efeito. Na foto parece muito forte o brilho do led, mas não o é.

Mais fotos do conjunto de amplificadores + fonte regulada:

https://photos.app.goo.gl/E7MyamDQseFUjDjr5

Amigos do fórum, esta é minha primeira grande postagem. Desculpem-me se fui pouco (ou muito) detalhista em algum ponto. Por favor, me avisem sobre possíveis erros e me corrijam. Comentários, adendos, dúvidas e questionamentos serão sempre muito bem-vindos. Se precisarem, posso detalhar mais sobre algum processo, seja na fabricação das caixas ou dos amplificadores, bem como fornecer maiores detalhes sobre os amplificadores e a fonte. Gostaria de deixar registrado que esse projeto, apesar de sua simplicidade, influenciou fortemente minha escolha profissional e trouxe grandes aprendizados, técnicos e de vida. Comecei a pensá-lo com 15 anos, fui terminar o projeto das caixas e dos amplificadores no começo do ano, perto de fazer 21 anos. Muitos anos se passaram desde a idealização ao término do projeto: falta de tempo, falta de planejamento, falta de ferramentas, falta de peças e soluções para os problemas encontrados. Tudo isso serviu para um propósito: aprendizagem. Já penso nos novos projetos que virão subsequentes a este, agora com um pouco mais de maturidade e planejamento. Pouco depois que comecei o projeto, veio o momento da escolha profissional, vestibular, mudança etc… escolhi a engenharia elétrica como profissão, Campinas como minha nova cidade e a Unicamp, como faculdade. Estou indo para meu último ano de faculdade com a certeza de que a escolha foi bem feita e ainda um sonho (um pouco quanto remoto, devido às possibilidades de mercado) de me especializar e trabalhar na área de áudio, eletroacústica e eletrônica voltada a este segmento.

Mais uma vez, obrigado aos frequentadores do fórum pela ajuda. Sempre acompanhei de perto diversos posts e realizações dos amigos. Obrigado, em especial, ao senhor Paulo Ramos por toda ajuda durante a concepção do projeto das Bookshelf. Obrigado também ao meu primo Carlos, pela ajuda nas montagens e paciência em ensinar algumas dicas de eletrônica a um inexperiente.

Abraços cordiais e até logo, estou a disposição!

Este foi o post que resgatei (rest in peace) do HTFORUM. Perdoem a fala prolixa e os muitos agradecimentos. Em especial, já adianto que as books são maravilhosas e me servem até hoje!

Os amplificadores PL1050 surpreendem pelo custo benefício. São ótimos considerando a facilidade de montagem e o custo. A fonte é super dimensionada para este amplidicador, bem como os transformadores.

Aguardem os novos capítulos desta história. Irei atualizar o post com as novas atualizações e, se tudo der certo, quero organizar melhor as informações para tornar este post um artigo (quem sabe) a ser postado no embarcados.com.br.

Abraços!

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Subwoofer

Seguindo as atualizações do post, mostro agora o subwoofer que construí para adicionar ao sistema. A adição de uma unidade de graves sempre é muito bem vinda para filmes.
Para músicas, é dispensável considerando que as caixas frontais - como estarei chamando as caixas de som do post anterior - apresentam ótima resposta de graves para falantes de 6".

Segue o breve post que eu fiz sobre o subwoofer no grupo CLUBE DIY ÁUDIO do facebook:

Tiago Medicci Serrano
20 de janeiro de 2017

Boa tarde amigos!

Ficam aqui algumas fotos do subwoofer que construí com o falante Questo QS250A-12SVC4 de 12".

Optei por um caixa dutada com 64 litros, dois dutos de 2" de diâmetro x 21cm. A caixa foi simulada pelo BassBox e a frequência de sintonia foi sendo avaliada, após, pelo ouvido, ficando por volta de 26Hz. As paredes são de MDF de 30mm (duas folhas de 15mm sobrepostas) - com reforço interno. O baffle é rebaixado em relação às dimensões frontais da caixa para que fosse feito o encaixe da tela e, assim, não precisei fazer o rebaixo do falante. A tela é encaixada através de ímãs de neodímio, facilitando a retirada da mesma. O acabamento final foi feito com tecido “telinha” - proporciona um aspecto sofisticado quando utilizado com a tela. Por ora, está sendo alimentado por um Gainclone de ~60W RMS (em 4Ohms).

O bichinho faz toda a diferença no sistema, principalmente para filmes!
Assim, estou completando um sistema 5.1 totalmente DIY com 6 amplificadores GC, books frontais inspiradas na Akron Spalla (com os falantes da Akron), traseiras e centrais Mini Books by laserkit.

Grande abraço!

Como falei neste post, nesta época eu já tinha outros dois componentes do sistema que em breve postarei aqui: as caixas laterais e central e também amplificadores Gainclones. Faltava ainda, no entanto, a central de mídia. Em breve posto sobre estes componentes :wink:

Aguardem novidades!

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Caixas Laterais e Central

Ao falarmos da utilização de um sistema de som para filmes, um sistema do tipo 5.1 (5 caixas de som: frontal esquerda, frontal direita, lateral esquerda, lateral direita e caixa central + 1 unidade de graves) é o que possui melhor desempenho comparando-se fatores como custo e compatibilidade. Filmes de DVDs, Blurays, Netflix e outros serviços de streaming estão disponíveis com áudio codificado em 5.1.

Para tal, vou tratar neste post das caixas laterais e da caixa central para meu sistema de som. Estas caixas são baseadas em um kit de montagem que teve as madeiras cortadas a laser e conta com um kit falantes da N.A.R de duas vias.

Mini-books by laserkit

A utilização de um kit de montagem de caixas de som traz algumas vantagens àqueles que gostam de fazer suas próprias caixas de som mas não possuem (ou não querem possuir) as ferramentas ideias para a empreitada ou para aqueles que desejam desenvolver um trabalho rápido mas não querem abrir mão da qualidade e de personalizações no projeto. Desta forma, optei pela utilização de um kit denominado Mini-books, comercializado pela laserkit. Este kit inclui alto-falantes (3 x kits de duas vias da N.A.R), divisores de frequência para os falantes e madeiras (MDF) cortadas a laser. Em especial, o fato do kit incluir as madeiras - já cortadas e que precisam somente de cola para fixação - agiliza bastante o processo de fabricação, sobrando somente a preocupação com o acabamento e os bornes utilizados nestas caixas de som.

Infelizmente, eu não possuo fotos do processo de fabricação, então vou indicar alguns vídeos de terceiros que mostram a facilidade que o kit de madeiras proporciona à montagem:

O acabamento das minhas caixas seguiu a ideia já explorada para o subwoofer: a utilização de tecido do tipo “telinha” que foi colado em todas as dimensões das caixas exceto nas laterais. Para as laterais das caixas eu gostaria de dar um acabamento do tipo black piano e, para tal, utilizei chapas de PS (poliestireno, material semelhante ao acrílico) que foram colados na lateral: além de dar o acabamento desejado, esta chapa “esconde” as laterais do tecido telinha.

Algumas fotos das caixas:

Caixa Lateral - Vista da Diagonal Frontal sem Tela

Caixa Lateral - Vista Frontal sem Tela

Caixa Lateral - Vista Diagonal Traseira


Nesta vista é possível ver o duto (sim, a caixa é dutada!) e também os bornes para fixação dos fios. Vale comentar que os bornes são da Nakamichi e possuem ótimo custo x benefício (http://www.nakamichiplug.com/product-0520S.html)

Caixa Lateral - Vista Diagonal Frontal com Tela


Finalmente, aqui temos a vista frontal já com a tela instalada. O tecido foi instalado sobre uma base de madeira MDF que se encaixa à parte frontal da caixa. Sobre esta base foi instalado tecido denominado Helanca (também vendido como tecido ortofônico custando, geralmente, muito mais, rs).

Caixa Central - Vista da Diagonal Frontal sem Tela


Como pode ser notado, no caso da caixa frontal, o duto fica localizado na parte da frente da caixa (e não na traseira, como nas caixas laterais).

Caixa Central - Vista Diagonal Traseira

Caixa Central - Vista Diagonal Frontal com Tela


Novamente, foi utilizado o tecido Helanca para tela da caixa.

Assim, o sistema de som ganhou mais três caixas: duas caixas laterais e uma caixa frontal. Estas caixas deverão ser alocadas espacialmente no quarto para que reproduzam corretamente o som 5.1.

As audições foram bastantes satisfatórias, superando em muito o desempenho de caixas de tamanhos similares. Elas substituem bem, também, grande parte das caixas fornecidas em kits de Home-Theaters comerciais, apresentando uma boa resposta em frequência e robustez :wink:

Com este post, foram apresentadas todas as caixas construídas por mim (e que compõem meu sistema de som). Nos próximos posts eu vou apresentar os novos amplificadores para o sistema 5.1 e, finalmente, o media center que gerencia as conexões do sistema e permite selecionar a fonte de áudio desejada.

Abraços!

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Amplificadores para o Sistema 5.1 (Gainclones)

Continuando a saga do sistema de som DIY, precisaria agora de ter um sistema de amplificação para as 6 caixas do sistema 5.1, ou seja, para as caixas 1) frontal esquerda; 2) frontal direita; 3) lateral esquerda; 4) lateral direita; 5) frontal e 6) subwoofer (unidade de graves).

E os Amplificadores PL1050?

Como apresentei no primeiro post, o projeto das caixas frontais começou junto aos amplificadores PL1050: estes amplificadores representam um ótimo custo x benefício, além de ter sido um ótimo projeto de introdução à eletrônica. No entanto, eu só possuía 4 canais de amplificação e, para fazer mais dois canais, não seria viável em termos de espaço. Assim, busquei uma nova solução de amplificação para o sistema que apresentasse, igualmente, um bom custo, ótima qualidade e ocupasse um espaço pequeno.

Gainclone

Esta solução de amplificação seria, justamente, o Gainclone!

O Gainclone é um amplificador de “baixo custo” que surgiu há alguns anos na internet como um projeto altamente executado por diyers ao redor do mundo. Este amplificador é considerado de alta qualidade (High-End) e é baseado em um componente central que é um chipamp, ou seja, um amplificador que é baseado em um chip (e não construído a partir de componentes discretos).

Um resumo do Gainclone é apresentado na referências referências:

Em relação a custos para montagem deste amplificador, eles estão mais concentrados no chip utilizado (o LM3886) e alguns poucos componentes (dissipadores de calor, transformadores, capacitores etc). Além disso, existe o custo do gabinete e do acabamento para o amplificador.

Clube de Compras para o Gainclone

De forma a diminuir os custos, eu e um amigo organizamos um “clube de compras” de componentes para ganharmos em escala. Reproduzo, agora, o post ho HTFORUM que explicou o funcionamento do clube de compras e também apresenta os componentes necessários para montagem do Gainclone:

Galera, atualizo este primeiro post constantemente com o que anda rolando no fórum, as informações resumidas, preços e funcionamento do clube estão sempre explicados aqui.

Amigos do htforum,

O motivo deste post é bem simples: sou estudante de eng. elétrica e amante da boa música. Alguns dias atrás um amigo me procurou perguntando sobre algum projeto de um bom amp. Eu já conhecia a fama do Gainclone e o belíssimo trabalho que o senhor Miguel Nabuco havia feito com seu kit de montagem. Infelizmente, não temos mais o kit a disposição…

No entanto, sempre é bom reviver projetos que fizeram sucesso, e me meti a tentar construir o Gainclone juntamente com amigos. Pedindo autorização para o Miguel Nabuco, o qual me tratou muito bem e se mostrou interessado a nos ajudar, poderíamos então construir um Gainclone. Mas e os componentes?

Pois bem, vamos ao que interessa: pensei em levantar a questão e ver se mais alguém estaria interessado em montar o Gainclone e, assim, comprar componentes juntos, como um clube de compras para os CIs, transformador toroidal, gabinete, conectores etc… sempre visando conseguir bons preços e, claro, sem lucro algum envolvido.

Aos que não conhecem: http://nabucoeletronica.com.br/gainclone01.html (a página que o Nabuco ainda deixou no ar, para apresentar o Gainclone). Temos ainda os esquemáticos e o layout da PCB do mesmo.
Ainda como referências sobre o Gainclone, leiam este artigo: http://en.wikipedia.org/wiki/Gainclone e algumas marcas que usam o mesmo chipamp:Jeff Rowland LM3886 Amplifiers.

O próprio Nabuco nos sugeriu e, cordialmente, se ofereceu para cuidar das PCBs. Caso conseguíssemos bastante pessoas, poderíamos mandar fazer a PCB em indústria, tendo um preço bastante acessível e com qualidade profissional! De antemão, deixo aqui meu agradecimento ao Nabuco, por nos oferecer ajuda neste projeto, ele é uma pessoa magnífica. Mesmo se não conseguirmos baixar muito o preço da placa, podemos cada um confeccionar a sua própria placa e, é claro, nos ajudarmos nas outras etapas da montagem.

Ainda não temos preços disponíveis, seria legal ter uma base de pessoas para estimar os gastos, mas acredito que, para montarmos um exemplar estéreo de qualidade, devemos gastar por volta 300 reais. Algo que agrade nossos ouvidos, sem fugir tanto de nosso orçamento.

E aí pessoal, interessados?

TABELA DE PREÇOS ATUALIZADA (confira sempre a nova versão, mais explicações em mensagens na frente):

  • Transformador toroidal: o trafo é uma peça cara, talvez a mais cara do projeto e, caso seja encomendada mais de uma unidade. Ou seja, quanto mais, melhor. O orçamento atual é de uma peça com entrada em 0-127-220V (ou seja, para se usar tanto em 127 ou 220V) e saída com 5 fios (26-22-0-22-26) x 5A (por enrolamento, ou seja, potencia de 220VA ou 260VA). A tensão de +/- 26V foi incluída de modo a obter maior potência em 8Ohms, usa-se +/-26V OU +/-22V no secundário do trafo. É necessário uma única peça para alimentar os dois canais do Gainclone. A peça será encomendada na Hortrafo-Hortec em Hortolândia-SP. As dimensões exatas são 96 x 65mm, pesando 1,9Kg: TRANSFORMADOR: 75 reais

  • Gabinete: O Gabinete do clube de compras seria o NDT/2 da Naoko. O modelo é capaz de abrigar uma unidade estéreo do Gainclone (dois canais) e é relativamente pequeno. Mais informações do gabinete: http://www.naoko.com.br/imagens/NDT-2.jpg e, para aqueles que desejam dar um bom acabamento à peça, sugiro utilizarem uma chapa de acrílico preto (algo como esta: http://produto.mercadolivre.com.br/M...al-e-preto-_JM) na frente do gabinete, com um led azul. Ficaria um visual bem simples e elegante. O acrílico e led não estou inclusos, foram só uma sugestão de acabamento a qual pode ser visualizada conforme o modelo nas imagens a seguir: VISTA SUPERIOR, VISTA LATERAL e VISTA FRONTAL
    GABINETE: 37 reais

  • Dissipadores: conforme dica do Miguel Nabuco, orcei na dissipadores Fenite Dissipadores (modelo utilizado: http://www.fenitedissipadores.com.br…s/FNT012AL.jpg, cortado com 7cm, ou seja, a base onde se aparafusa o CI seria de 154x70 mm). Cada peça, para um único canal, sairia por R$19,00 (acima de 10 peças). São necessárias duas peças para o Gainclone, uma para cada CI. DISSIPADORES: 38 reais

  • CIs: O LM3886TF (versão utilizada por ter o caso isolado e não precisar de isolador no disspador) pode ser adquirido na Farnell por R$19,00 + frete. São necessários dois CIs para o Gainclone. CIs: 40 reais;

  • Conectores RCA e bornes: Os conectores RCAs entraram no clube e serão adquiridos junto ao João Yazbek por 17 reias o par (FOTOS DO CONECTOR RCA), estes são usados pelo João nos produtos de sua empresa. Já em relação aos bornes de saída (necessários 4 peças e dois pares), conforme dica do Gabriel (upking), podemos adquirir junto a Nakamichi Nakamichi plugs, Nakamichi connectors, banana plug, RCA plug, Nakamichiplug.com , Nakamichi Audio Speaker Banana Plug connector, Nakamichi plug, Nakamichi connector. É a opção com amior custo benefício e, como entregam com frete grátis, é mais interessante mantê-los fora do clube, cada um comprando o seu próprio conjunto de bornes.
    CONECTORES RCAs: 17 reais.

  • Placas de circuito impresso: O Miguel Nabuco, gentilmente se responsabilizou em orçar a placa de circuito impresso. A mesma foi alterada de modo a facilitar a aquisição de componentes acessíveis, entre outras modificações de modo a termos mais qualidade, também. Esse orçamento é para placas em fibra de vidro, dupla face, com furos metalizados e acabamento estanhado e furação CNC, cada placa sai por R$14,00 e são necessárias duas placas, uma placa para cada canal. Cada placa possui 10x9 cm, conforme ilustração: http://http://i746.photobucket.com/a…ps5583ca98.gif PLACAS DE CI: 28 reais.

  • Capacitores da fonte: a nova versão da placa do Nabuco conta, cada uma, com 2 capacitores que podem ser de até 10.000uF. Sendo assim, orcei o modelo da EPCOS de 10.00uF x 50V, precisaríamos de quatro unidades para o Gainclone. A unidade sai por R$5,22 na Radio Emegê (atacadista da região da Sta. Efigênia). Achei o preço deles bastante atrativos, mas a quantidade mínima de venda é de 150 reais. CAPACITORES: 20,88 reais.

Total”: 254 reais. (no pior caso, estamos estudando métodos de abaixar este valor). Lembrando que este valor corresponde a aproximadamente 90% da unidade pronta e montada! Faltam ainda, não inclusos no clube, os componentes passivos (resistores e capacitores do Gainclone), knobs, cabos, parafusos, solda etc…
Não estou considerando também os fretes para cada comprador. E também o frete dos produtos, que creio que não serão tão altos. Lembrando que se pode, de acordo com o orçamento, adquirir um ou outro item da lista acima.

Primeiramente, dúvidas gerais:
1 - PARTICIPAÇÃO: Primeiramente, o clube iria se encerrar dia 31 de março, mas como ainda haviam interessados, continuei acrescentando-os na lista. Sendo assim, a lista superou bastante as expectativas. Para facilitar a questão dos fretes até minha residência, resolvi deixar o clube em aberto até, sexta-feita, dia 5 de abril, até às 23:59 com uma condição: o limite máximo de 40 participantes no clube (estamos em 34), isto é devido ao trabalho envolvido. Ou seja, quem me mandar e-mail até esta data ainda pode estar dentro. Outro ponto importante é sobre a resposta aos e-mails. Por favor, aos que já mandaram e-mail mas ainda não responderam com os dados, façam o mais rápido possível. A participação ao clube não está garantida até que os nomes estejam na planilha dos participantes.

2 - PRAZOS: Terminado o prazo acima, terei a quantidade exata dos componentes em mãos e assim saberei o preço dos fretes dos produtos até minha casa. Somente o pagamento garante a encomenda dos componentes e a participação no clube. Faria todas as encomendas dia 15 de abril e, então, aguardaremos todos os componentes chegarem até a mim. Neste momento, com todos os componentes em mãos, aguardaria mais 3 dias úteis para o depósito do frete calculado para a casa de cada participante. Finalmente, faria a seleção, embalagem e envio dos componentes. Todos concordam?

3 - COMPONENTES E ALTERAÇÕES: Caso desejem participar ou desejem alguma alteração nos componentes (aos participantes), me comuniquem via e-mail (meu e-mail está no tópico, só procurar corretamente), para ficarmos mais organizados. As alterações pedidas pelo tópico serão feitas, mas novas alterações, via e-mail. Embalagens serão divididas percentualmente entre os compradores, para cada tipo de componentes. Correto? Especificarei na planilha também.

Abraços!

Este Clube de Compras aconteceu em abril de 2013. Assim, o custo estimado à época para montagem de um unidade estéreo (2 canais) foi de, aproximadamente, R$254,00.
Apesar do trabalho envolvido em organizá-lo, comprar os componentes, separá-los e enviar aos participantes do grupo, foi uma tarefa bastante recompensadora: conheci diversas pessoas interessadas em áudio DIY, pude diminuir bastante os custos envolvidos para a montagem de meus amplificadores e, no fim, até mesmo ganhei alguns presentes e brindes dos participantes do clube de compras (uma espécie de reconhecimento do meu trabalho em organizá-lo).

Montagem do Gainclone

Por fim, após a organização do Clube de Compras, tive separado minhas unidades para que eu pudesse montar 3 amplificadores estéreo (ou seja, 6 canais!) que usuaria - e ainda uso - no meu sistema 5.1 DIY.

As imagens a seguir exibem a montagem dos amplificadores. A seguir, está o primeiro teste de montagem do kit de componentes do Gainclone:


É possível notar os dois amplificadores na lateral esquerda inferior e direita superior. As placas de circuito impresso possuem alguns poucos componentes discretos necessários ao chipamp e também a fonte para alimentação do circuito (uma para cada amplificador). O chipamp LM3886 - “coração do Gainclone” está acoplados aos dissipadores de calor. Falta ainda, no entanto, o transformador toroidal que alimentará os dois circuitos.

A imagem a seguir exibe a montagem finalizada do amplificador, agora já com o transformador toroidal instalado:

A parte traseira do amplificador é exibida na imagem a seguir:


Em cima, nas laterais esquerda e direita, temos o par de bornes para ligação das caixas de som. Logo abaixo, temos os conectores RCA da entrada de sinal referente àquele amplificador. Para a entrada de energia foi utilizado um conector IEC 320 C14 (igual ao utilizado em computadores) já com porta-fusível. Por fim, ainda há uma chave seletora de 127-220V.

O amplificador montado - ainda sem qualquer acabamento externo no gabinete - é exibido na imagem a seguir:

Mas e o Controle de Volume?

O Gainclone pode ser considerado um amplificador de potência, ou seja, ele trata sinais de áudio já pré-amplificados. A instalação de um potenciômetro - componente passivo que permite controlar o volume - apresentaria algumas questões:

  • Eu instalaria um único pot. para ambos os canais? Ou seriam dois potenciômetros?
  • Como seria o acabamento do amplificador com o(s) potenciômetro(s)?
  • Qual(is) potenciômetros (lembrando que um componente passivo no “caminho do áudio” sempre é crítico)?

De modo a facilitar a montagem dos amplificadores, diminuir custos e sabendo a priori que eu usaria algum tipo de pré-amplificador, optei por não instalar qualquer potenciômetro.

Acabamento

Como nenhum potenciômetro foi utilizado, o acabamento do amplificador precisaria contar somente com um botão de liga-desliga. Para isso, utilizei o botão com um LED iluminado tal como o da imagem a seguir:

Ainda sobre o acabamento, lembram-se da chapa de poliestireno preto que usei no acabamento das caixas laterais e frontal? Também usei ela para descoração na parte frontal do gabinete do amplificador, trazendo um efeito black piano que ficou bastante interessante:

Agora com o amplificador ligado (o LED do botão dá um efeito bem interessante!):

Foram montados três amplificadores Gainclones, totalizando 6 canais! O resultado foi bastante satisfatório (sim, utilizo eles até hoje!): são amplificadores robustos, confiáveis e que apresentam uma ótima resposta. Recomendo a todos que procuram um projeto DIY de amplificadores de alta fidelidade.

Com este post, eu apresentei (quase) todos os componentes utilizados no meu projeto de som DIY. O próximo - e último - post de apresentação do sistema irá falar sobre a pré-amplificação, seleção da fonte de áudio e possibilidades de ligação e reprodução de diversas fontes no sistema.

De novo, estou a disposição para quaisquer dúvidas! Vamos conversar sobre?

Abraços!

Home Theater DIY

Caixas de Som, Amplificadores, Central de Mídia e Aprendizagem!

Servidor de Som e Media Center (Raspberry Pi 4)

O servidor de som é o componente que, de certa forma, liga os demais componentes do sistema: ele faz a comunicação com a mídia sendo reproduzida e a placa de som que, por sua vez, é ligada aos amplificadores. O servidor de som será implementado numa Raspberry Pi 4 que, além desta funcionalidade, serve também de central de mídia do sistema, provendo conteúdo a ser reproduzido em uma tela através da saída HDMI.

Visão Geral

Eu venho apresentando, desde o início deste tópico, os componentes do sistema. Agora, apresento estes componentes - acrescentando também o servidor de som - em forma de um diagrama de blocos para melhor entendimento:

Placa de Som: Creative Soundblaster X-Fi Surround 5.1 Pro

A placa de som é dos componentes principais do sistema: a placa da Creative fora escolhida por apresentar excelente desempenho sonoro, ser compatível com sistemas operacionais Linux e Windows e possuir, ainda, um controle de volume através de um botão rotativo na própria placa além de um controle remoto.

A placa de som, como mostra o diagrama, faz o papel de pré-amplificação do sinal de áudio que é enviado aos amplificadores Gainclones através de suas saídas de áudio, tal como na imagem a seguir:

Saídas de Áudio da Placa de Som Creative SB X-Fi

A saída das caixas frontais esquerda (LEFT) e direita (RIGHT) são do tipo RCA, sendo que um cabo RCA-RCA é utilizado para ligá-los ao amplificador de potência (Gainclone) responsável pela amplificação destas caixas. As saídas de áudio referentes às caixas laterais esquerda e direita (REAR) e à caixa central e unidade de graves (C-SUB), no entanto, possuem saídas do tipo P2 estéreo. A saída P2 estéreo (muito comum para fone de ouvidos, por exemplo) possui o sinal de dois canais de áudio no mesmo conector. Desta forma, é necessário um cabo P2-RCA para ligá-las aos respectivos amplificadores de potência.

Entrada de áudio da Placa de Som Creative SB X-Fi

A placa de som possui ainda entradas de áudio LINE-IN e MIC-IN, tornando-se possível a ligação de uma fonte de áudio externo na placa de som. Esta fonte será o Toca Discos DD-100Q da Gradiente. Uma vez conectada à placa de som, este sinal pode ser processado pelo servidor de som e até mesmo ser reproduzido nas saídas de áudio.

Placa de Som Creative SB X-Fi e Raspberry Pi 4

De forma a poder utilizar a placa de som para reproduzir sons de distintas fontes, a placa foi conectada (através de uma porta USB) a uma Raspberry Pi 4. A placa é prontamente reconhecida pelo sistema operacional. De modo que outros dispositivos possam executar áudio na placa de som conectada à Raspberry Pi 4 conectando-se via Bluetooth ou através da rede local (ethernet ou Wi-Fi).

Servidor de Som: Raspberry Pi 4

O servidor de som, implementado através de uma Raspberry Pi 4, é o componente que permite que outros computadores e celulares reproduzam fontes de áudio no sistema de som. Para tal, utilizaremos as funcionalidades do Pulseaudio!

Pulseaudio

O Pulseaudio é um “servidor de som em rede multi-plataforma , comumente usado em sistemas baseados no Linux e FreeBSD”. De forma resumida, o Pulseaudio permite controlar fontes de áudio, dispositivos de saída (placas de som ou dispositivos virtuais) e entradas de áudio. Em nossa aplicação, utilizamos o Pulseaudio na Raspberry Pi 4 para controlar a placa de som Creative SB X-Fi. É possível, através do Pulseaudio, reproduzir fontes de áudio gerados no próprio sistema (por exemplo, ao executarmos vídeos na própria Raspberry Pi) e também é possível reproduzir fontes de áudio que se conectam ao servidor do Pulseaudio da Raspberry Pi 4, possibilitando a reprodução do áudio na placa de som Creative SB X-Fi.

Esta solução foi baseada em um artigo denominado “Multi-room audio over Wi-Fi with PulseAudio and Raspberry Pi(s)”. Diferentemente do que propõe o artigo, no entanto, a solução desenvolvida conta com um único servidor de áudio conectado a uma placa de som dedicada.

Instalando e Configurando o Pulseaudio na Raspberry Pi 4

A boa (melhor) notícia é que o Pulseaudio já vem instalado e configurado como gerenciador de áudio nas últimas versões do Raspberry Pi OS (antigo Raspbian), que é o sistema operacional oficial do fabricante. Também baseado no Raspberry Pi OS, existe também o Twister OS, que é um sistema operacional mais completo para SBCs (Single Board Computers) e, em específico, para a Raspberry Pi 4. Como em meu projeto utilizarei a Raspberry Pi 4 também como central de mídia e de automação, o Twister OS foi o sistema operacional escolhido para desenvolver minhas aplicações, servindo também como servidor de som.

Uma vez que o Pulseaudio já vem instalado na imagem, basta configurá-lo como servidor de som.

Instalando o Controlador de Volume

Para facilitar a operação do Pulseaudio, recomendo utilizar o PulseAudio Volume Control (pavucontrol), que é uma aplicação que fornece uma interface visual de configuração e ajuste de volume para o Pulseaudio.

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install pavucontrol

Após instalado, o PulseAudio Volume Control deve criar um atalho nos menus do sistema operacional (no Twister OS versão 1.9.6, está disponível em Menu → Multimedia → PulseAudio Volume Control). Para executá-lo através do Terminal Emulator:

$ pavucontrol

Ao abrir o controlador, iremos primeiramente verificar a aba Configuration. Uma vez que a placa Creative SB X-Fi estiver conectada à Raspberry Pi, ela será exibida nesta tela juntamente com as outras interfaces de reprodução disponível localmente. As duas interfaces denominadas Built-in Audio (referentes às saídas de áudio analógico e do HDMI da Raspberry Pi) foram desligadas. Para a placa de som SB X-Fi Surround 5.1 Pro, foi selecionado o Profile Analog Surround 5.1 Output para indicar que utilizaremos a saída de som 5.1 da placa de som.

A seguir, podemos verificar na aba Output Devices a saída de som disponível com o volume geral da placa de som para cada canal do sistema 5.1:

Instalando o PulseAudio Preferences

Para facilitar a operação do Pulseaudio existe um módulo também em interface gŕafica que permite ajustar algumas configurações do Pulseaudio chamado PulseAudio Preferences (paprefs). Para instalá-lo:

$ sudo apt-get install paprefs

Tal como o PulseAudio Volume Control, um ícone será criado no sistema operacional (no caso do Twister OS, em Menu → Settings → PulseAudio Preferences), mas que também pode ser executado pelo Terminal Emulator:

$ paprefs

Na aba Network Access, selecione a opção “Make discoverable PulseAudio network sound devices available locally”.

A seguir, na aba Network Server, selecione as opções conforme imagem a seguir para permitir que o servidor de som (e a placa de som SB X-Fi 5.1) possam ser descobertos e exibidos em outros dispositivos:

Configurando a Entrada de Áudio

A entrada de áudio (LINE-IN) da placa SB X-Fi Pro é ligada ao toca discos (mais especificamente, ao pré-amplificador de phono, que é um equipamento necessário para qualquer toca-disco). No entanto, a entrada de áudio não é automaticamente ligado à saída de áudio da placa de som. Para tal, precisaremos utilizar um módulo do Pulseaudio chamado loopback. O Pulseaudio possui também alguns arquivos de configuração em formato de texto que definem os parâmetros do sistema. Para configurar o módulo loopback, atualizaremos estes arquivos.

Estes arquivos de configuração do Pulseaudio estão, originalmente, na pasta /etc/pulse/. No entanto, é possível copiar estes arquivos para a pasta ~/.config/pulse, que é uma pasta específica ao usuário, e alterá-los (e, assim, manter os arquivos “originais” na pasta /etc/pulse/). Para tal, copie estes arquivos para a pasta ~/.config/pulse:

$ mkdir -p ~/.config/pulse
$ cp /etc/pulse/default.pa ~/.config/pulse
$ cp /etc/pulse/client.conf ~/.config/pulse
$ cp /etc/pulse/daemon.conf ~/.config/pulse
$ cp /etc/pulse/system.pa ~/.config/pulse

Estes são os arquivos de texto que definem configurações do Pulseaudio. Após editá-los, é possível “reiniciar” a instância do Pulseaudio com o comando:

$ pulseaudio -k

Para incluir o módulo loopback no Pulseaudio, editaremos o arquivo ~/.config/pulse/default.pa, incluindo a seguinte linha ao final do arquivo:

load-module module-loopback latency_msec=1 source='alsa_input.usb-Creative_Technology_Ltd_SB_X-Fi_Surround_5.1_Pro_00000BFj-00.analog-stereo' sink='alsa_output.usb-Creative_Technology_Ltd_SB_X-Fi_Surround_5.1_Pro_00000BFj-00.analog-stereo.monitor'

Após a inclusão da linha, salvamento do arquivo e reinício do Pulseaudio, podemos verificar a inclusão do módulo loopback da entrada de áudio na aba Playback do PulseAudio Volume Controle:

Outros parâmetros do Pulseaudio

Um dos arquivos de configuração do Pulseaudio é o daemon.conf. Este arquivo possui variáveis que permitem configurar o Pulseaudio. Por padrão, estas variáveis estão comentadas (indicado pelo ponto-vírgula antes da variável ;) e com os valores que são assumidos como padrão. A seguir, o conteúdo do arquivo daemon.conf que utilizo em meu sistema:

; daemonize = no
; fail = yes
; allow-module-loading = yes
; allow-exit = yes
; use-pid-file = yes
; system-instance = no
; local-server-type = user
; enable-shm = yes
; enable-memfd = yes
; shm-size-bytes = 0 # setting this 0 will use the system-default, usually 64 MiB
; lock-memory = no
; cpu-limit = no

; high-priority = yes
; nice-level = -11

; realtime-scheduling = yes
; realtime-priority = 5

; exit-idle-time = 20
; scache-idle-time = 20

; dl-search-path = (depends on architecture)

; load-default-script-file = yes
; default-script-file = /etc/pulse/default.pa

; log-target = auto
; log-level = notice
; log-meta = no
; log-time = no
; log-backtrace = 0

; resample-method = speex-float-1
; avoid-resampling = false
enable-remixing = no
; remixing-use-all-sink-channels = yes
; enable-lfe-remixing = no
; lfe-crossover-freq = 0

flat-volumes = no

; rlimit-fsize = -1
; rlimit-data = -1
; rlimit-stack = -1
; rlimit-core = -1
; rlimit-as = -1
; rlimit-rss = -1
; rlimit-nproc = -1
; rlimit-nofile = 256
; rlimit-memlock = -1
; rlimit-locks = -1
; rlimit-sigpending = -1
; rlimit-msgqueue = -1
; rlimit-nice = 31
; rlimit-rtprio = 9
; rlimit-rttime = 200000

; default-sample-format = s16le
; default-sample-rate = 44100
; alternate-sample-rate = 48000
; default-sample-channels = 2
; default-channel-map = front-left,front-right

; default-fragments = 4
default-fragment-size-msec = 15

; enable-deferred-volume = yes
; deferred-volume-safety-margin-usec = 8000
; deferred-volume-extra-delay-usec = 0

No meu caso, só alterei a variável enable-remixing = no para impedir que o Pulseaudio faça o upmix das fontes de áudio em 5.1 (sim, o Pulseaudio consegue transformar fontes de áudio estéreo em 5.1! Mas escolhi não fazer isso no servidor, uma vez que os clientes podem fazer o mesmo).

Reproduzindo Áudio no Servidor de Som

Podemos entender a Raspberry Pi 4 como nosso “servidor de reprodução de áudio”, ou seja, clientes se conectam nele e enviam seu áudio (pela ethernet ou WI-Fi) para ser reproduzido na placa Creative Soundblaster X-Fi Surround Pro 5.1. Os “clientes” podem ser outros computadores conectados à mesma rede do Servidor de Som ou, até mesmo, conteúdo que está sendo reproduzido diretamente na Raspberry Pi 4 (que também atuaria, nesse caso, como central de mídia).

Já adianto que os clientes podem ser computadores Linux (que também contará com o Pulseaudio) e, até mesmo, computadores com Windows!

Enviando Áudio de #### Enviando Áudio de um PC com Linux

um PC com Linux
Para reproduzir o áudio de um PC que roda um sistema operacional baseado no Linux, é possível utilizar o próprio Pulseaudio para redirecionar o som da máquina para o Servidor de Som. Como base, utilizarei o Ubuntu 18.04 para ilustrar as etapas necessárias.

Configurando o Pulseaudio no PC Linux

A instalação e configuração do Pulseaudio no computador que enviará o áudio a ser reproduzido no Servidor de Som é muito semelhante à configuração que realizamos na Raspberry Pi 4. Primeiramente, é necesário instalar o Pulseaudio no sistema operacional, bem como o PulseAudio Volume Control (pavucontrol) e o PulseAudio Preferences (paprefs). Para tal, no Ubuntu 18.04 é possível executar exatamente os mesmos comandos executados para instalar estas aplicações.

A configuração é ainda mais fácil. Após a instalação das aplicações, execute o utilitário paprefs. Pela terminal, é possível executá-lo com:

$ paprefs

A imagem a seguir exibe a tela do utilitário. Na aba Network Access, marque a primeira opção conforme a seguir:
Screenshot from 2021-01-30 15-48-35

A partir desse momento, se o computador estiver ligado à mesma rede (cabeada ou Wi-Fi) do Servidor de Som, a placa de som já será identificada como um dispositivo disponível a ser escolhido para reprodução remota. Para verificar, execute o pavucontrol:

$ pavucontrol

A imagem a seguir exibe a aba Output Devices do PulseAudio Volume Control:

Observe que dois dispositivos denominados SB X-Fi Surround 5.1 Pro Analog Surround 5.1 on pi@raspberrypi apareceram nesta aba. Estes dois dispositivos correspondem, justamente, à placa de som do Servidor de Som. Por esta tela é possível controlar também o volume geral de cada placa de som (local ou remota).

Observação: ao lado de cada fonte de áudio há três ícones. O terceiro ícone, com um
sinal de “correto” em cor verde, permite configurar aquela placa de som como fallback, uma espécie de dispositivo padrão para reprodução de áudio. Experimente utilizar os botões de controle de volume do teclado de seu computador: o volume do dispositivo configurado como fallback será alterado!

(Finalmente) Reproduzindo o Áudio do PC no Servidor de Som

Execute alguma mídia em seu computador (um vídeo do Youtube, ou do Peertube do LHC. Ainda no pavucontrol, vá na aba Playback. A imagem a seguir exibe uma fonte de áudio sendo reproduzida no computador e o áudio sendo reproduzido no Sistema de Som:

Observe que existe uma linha mostrando que uma aba do Google Chrome está reproduzindo áudio no dispositivo do Servidor de Som. Através desta caixa de seleção, é possível selecionar outras placas de som (por exemplo, do próprio computador) para reproduzir aquela fonte.

Enviando Áudio de um PC com Windows

Para os usuários de Windows, também é possível reproduzir o som do computador em nosso servidor de Som. Para tal, é possível usar o Scream - Virtual network sound card for Microsoft Windows.
O Scream atua como uma placa de áudio virtual para o Windows e, ao selecionar esta placa de áudio, é possível enviar o som do computador ao Servidor de Som através de uma conexão ethernet ou Wi-Fi.

Configurando o Scream no PC Windows

Para configurar a placa de áudio virtual do Windows, basta utilizar o instalador fornecido na página de Releases (a versão de Relase atual, no momento da escrita deste artigo é a versão 3.6). Baixe o arquivo compactado (.zip), descompacte-o em alguma pasta do Windows. Ao entrar na pasta Install, haverá um arquivo denominado Install.bat. Clique com o botão direito do mouse sobre este arquivo e selecione a opção Executar como administrador.

Configurando o Scream no PC no Servidor de Som (Raspberry Pi 4)

Para utilizar o Scream para reproduzir o som de um computador Windows no Servidor de Som será necessário também configurá-lo na Raspberry Pi 4 para receber os pacotes via ethernet ou Wi-Fi e reproduzi-los no Sistema de Som.

Vamos, então, precisar clonar o repisitório do projeto, compilar os Receivers e utilizar o Receiver específico para o Pulseaudio. Para tal, acesse novamente a Raspberry Pi 4 em, no terminal, execute:

$ git clone https://github.com/duncanthrax/scream.git

Uma pasta será chamada scream será criada. Precisaremos, ainda, dar um checkout para a última versão de release (no caso, é a 3.6):

$ git checkout 3.6

A seguir, precisaremos ir à pasta dos Receivers:

$ cd Receivers/unix

Agora, precisaremos buildar os Receivers. Antes de prosseguir, no entanto, precisaremos de uma biblioteca do Pulseaudio para tal. Instale-a com o seguinte comando:

$ sudo apt-get install libpulse-dev

Agora, siga os seguintes passos para buildar as aplicações referentes aos Receivers:

$ mkdir build && cd build
$ cmake ..
$ make

Após o proceso ser finalizado com sucesso, observe que uma aplicação denominada scream será criada na pasta. É esta a aplicação que será o Receiver no Servidor de Som. Podemos executá-la pelo terminal (e o sistema já vai estar apto a receber o som do Windows), mas como gostaríamos que esta configuração seja iniciada juntamente à Raspberry Pi 4, irei configurá-la para ser iniciada junto ao sistema. Há diversas formas de se fazer isso (como um serviço do sistema, por exemplo). Por simplicidade, utilizarei uma configuração do sistema operacional (estou utilizando o Twister OS, que é baseado no Raspberry Pi OS) que permite fazer esta configuração utilizando a interface gráfica.

Inicializando o Receiver Scream junto com o Servidor de Som

O sistema operacional apresenta, normalmente, uma configuração que permite que aplicações sejam incializadas junto ao sistema. No caso do Twister OS, esta configuração está em Settings → Session and Startup, conforme a figura a seguir:

A seguinte tela será aberta. Navegue até a aba Application Autostart e clique no botão Add, no canto inferior esquerdo:

Agora, basta preencher um nome e uma descrição relacionada ao Receiver Scream nos campos Name e Description e, no campo Command inserir o comando para a aplicação que buildamos anteriormente. Em meu sistema, o caminho completo da pasta que tem aplicação que buildamos é /home/pi/scream/Receivers/unix/build/scream.

Clicando-se em Close, o sistema operacional tentará sempre executar o Receiver Scream junto à inicialização do sistema.

Enviando Áudio via Bluetooth

A Raspberry Pi 4 - assim como a Raspberry Pi Zero W e Raspberry Pi 3/B+ - possuem suporte nativo ao Bluetooth. Desta forma, outra forma de utilização de nosso Servidor de Som é transformá-lo em uma caixa de som Bluetooth. Dispositivos como Smartphones e Computadores poderiam, então, se conectar ao Servidor de Som por Bluetooth e reproduzir o som diretamente no sistema de som, independente de estarem conecatados por ethernet ou Wi-Fi. Esta solução também apresenta a vantagem de ser totalmente independente em relação ao sistema operacional da fonte de áudio. Para tal, precisaremos configurar esta funcionalidade em nosso Servidor de Som, ou seja, diretamente na Raspberry Pi 4. Esta solução foi baseada em um post no fórum oficial da Raspberry Pi.

Configurando o Bluetooth no Servidor de Som

Primeiramente, é necessário verificar se não há outros utilitários do sistema operacional já instalados que interagem com o Bluetooth. Em caso positivo, é necessário configurá-los ou desativá-los para seguir as etapas presentes neste tutorial.

No Twister OS, eu desabilitei todos os “plugins” relacionados ao Bluetooth. Clicando-se com o botão direito do mouse no ícone do Bluetooth próximo ao relógio e selecionando, a seguir, a opção Plugins:

Na tela que se abre, desative todos os plugins relacionados ao Bluetooth:

Após desativá-los, basta sair desta tela. Ainda no mesmo ícone do Bluetooth, selecionaremos agora a opção Adapters. Na tela que se abre, selecionamos a opção Always visible para que o Servidor de Som possa sempre ser encontrado como um dispositivo bluetooth:

Agora, iremos configurar o Bluetooth da Raspberry Pi 4 para funcionar como uma caixa de som Bluetooth. Primeiramente, precisamos instalar um módulo do Pulseaudio que o permite associar-se ao Bluetooth:
$ sudo apt-get install pulseaudio-module-bluetooth

A seguir, precisamos adicionar o usuário ao grupo bluetooth:
sudo usermod -a -G bluetooth pi

A seguir, editaremos o arquivo de configuração da funcionalidade do Bluetooth na Raspberry Pi 4 para que ela possa ser reconhecida como um dispositivo de reprodução de áudio:

sudo nano /etc/bluetooth/main.conf

Edite este arquivo acrescentando (ou descomentando e ajustando o valor) as seguintes linhas:

...
Class = 0x41C
...
DiscoverableTimeout = 0
...

A partir deste momento, se reiniciássemos a Raspberry Pi 4, já teríamos o serviço configurado. No entanto, não conseguiríamos conectar qualquer dispositivo Bluetooth ao Servidor de Som, uma vez que são dispositivos “não confiáveis”. Assim, instalaremos um utilitário para que os dispositivos consigam se conectar de forma “transparente” à Raspberry Pi 4:

$ sudo apt-get install bluez-tools

Criaremos, a seguir, um serviço para que este utilitário torne-se um serviço do sistema. Para tal, crie/edite o seguinte arquivo de texto:

$ sudo nano /etc/systemd/system/bt-agent.service

Adicionando o seguinte conteúdo:

[Unit]
Description=Bluetooth Auth Agent
After=bluetooth.service
PartOf=bluetooth.service

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/bt-agent -c NoInputNoOutput

[Install]
WantedBy=bluetooth.target

Agora, precisaremos que este serviço incie junto à Raspberry Pi 4:

$ sudo systemctl enable bt-agent

Por fim, reinicie a Raspberry Pi 4! As alterações que fizemos deverão ser aplicadas e, ao procurar por dispositivos Bluetooth em seus celulares/computadores, nosso Servidor de Som deverá aparecer como raspberrypi. Conectando-se a este dispositivo, é possível reproduzir o áudio dos dispositivos no Sistema de Som!

Dicas e Observações Gerais

Configurados o Pulseaudio no computador Linux e no Windows (através do Scream), podemos verificar estas fontes de som no Servidor de Som (Raspberry Pi 4). Ao executar o pavucontrol na Raspberry Pi 4, teremos:

Observe na aba Playback que temos 4 entradas de fontes de áudio:

  1. System Sounds: representa o som da própria Raspberry Pi 4;
  2. Scream: Audio: representa o Receiver do Scream, ou seja, o áudio recebido do computador que executa o Windows;
  3. pulseaudio: SB X-Fi Surround 5.1 Pro Analog Surround 5.1 for tiago@tiago-ThinkPad-T430: que representa o áudio vindo do computador que executa o Linux (e envia o áudio pelo Pulseaudio ao Servidor de Som);
  4. pulseaudio: SB X-Fi Surround 5.1 Pro Analog Surround 5.1 for tiago@tiago-ThinkPad-T430: esta entrada duplicada representa exatamente a mesma entrada anterior. Ela aparece duplicada pois é “descoberta” automaticamente pela rede e, como temos IPv4 e IPv6, ambos os endereços são exibidos.

O volume destas entradas podem ser controlados pelo computador de origem e não precisa ser alterado no Servidor de Som. Por exemplo, no computador Linux que possui o Pulseaudio e o pavucontrol, ao aumentar ou diminuir o volume na aba Output Devices, esta alteração será refletida na entrada correspondente no pavucontrol da Raspberry Pi 4.

Para controlar o volume geral do sistema de som pela Raspberry Pi 4, utilize a aba Output Devices, onde aparecerá o volume da placa de som SB X-Fi Surround 5.1 Pro Analog Surround 5.1!

Da mesma forma que no computador que envia o som ao Servidor de Som, recomenda-se que a placa de som SB X-Fi Surround 5.1 Pro Analog Surround 5.1 seja o dispositivo configurado como fallback na Raspberry Pi 4:

Reprodução de Áudio 5.1 em Todas as Caixas do Sistema de Som

Mas afinal, como reproduzir o som em 5.1?

Muitas fontes de áudio fornecem áudio em 5.1. O Netflix, por exemplo possui esta opção para muitos dos filmes em catálogo. O mesmo se pode dizer de DVDs, vídeos do Youtube e outros arquivos disponibilizados na internet. Neste caso, ao reproduzir estas fontes em computadores que enviam o áudio para o Servidor de Som, estas fontes já serão repoduzidas em todas as caixas de som de acordo com a masterização original da mídia.

Mas e se a minha fonte de áudio for estéro (2.0)? Neste caso, a escolha “fica a cargo do cliente”. O Pulseaudio é capaz de transformar fontes de áudio diferentes de 5.1 em fontes 5.1. Por exemplo, se a fonte de áudio é estéreo (2.0), ela pode ser codificada em 5.1 para ser reproduzida no Sistema de Som. Este processo se chama upstream e é habilitado por padrão.
De modo a prover certa versatilidade nas configurações, nós desabilitamos esta funcionalide na Raspberry Pi 4 (no arquivo ~/.config/pulse/daemon.conf). Ou seja, nosso servidor nunca fará upstream. Isto não quer dizer que o cliente não possa fazer e mandar o áudio já em 5.1 para o Servidor de Som.

Configurando o Upstream no Computador Linux

O mesmo arquivo de configuração do Pulseaudio no computador Linux que envia o áudio ao Servidor de Som (~/.config/pulse/daemon.conf) contém, no mesmo trecho, as seguintes configurações:

; resample-method = speex-float-1
; avoid-resampling = false
enable-remixing = yes
; remixing-use-all-sink-channels = yes
enable-lfe-remixing = yes
lfe-crossover-freq = 150

Com estas configurações, a opção enable-remixing = yes permite o Pulseaudio a fazer o upstream de fontes de áudio estéreo para ser reproduzida em todas as caixas de som. Além desta opção, habilitei também a opção enable-lfe-remixing = yes que permite enviar o áudio à unidade de graves (subwoofer) e a opção lfe-crossover-freq = 150, que fixa a frequência de corte (em Hz) para o áudio enviado à unidade de graves.

São muitas as variáveis que podem ser exploradas com o Pulseaudio. Fato é que este sistema temme atendido perfeitamente em termos de versatiidade e qualidade.

Despedida (mas não só!)

Com este artigo, acredito que passei por todos os componentes de meu Sistema de Som, que me permito chamar de DIY. Este projeto que começou há muitos anos ainda não está 100% finalizado: sempre existe algo novo que me permite pensar “Por que não tentar isso também?”.

A ideia desta série de artigos é relatar o que (e como) fiz meu sistema de som, encorajando outros entusiastas a seguirem caminhos semelhantes e, principalmente, inspirá-los a novos usos e contribuições para quem, assim como eu, acredita que dá pra fazer algo legal e barato utilizando um conhecimento que está aí!

Abraços!