- １．初めに
初代のインターネットラジオは非力な８ビットマイコンでどこまでやれるかをテーマにインターネットラジオを作り、128kbpsのmp3ストリームの再生に成功しました。
ただ、ファームウェアサイズがぎりぎりでDHCPが使用できない・登録局数が２０局までとか、イーサネットのバッファを最大限取るためにWebでの局情報の設定を諦め、シリアル経由で設定していました。
Kimio_Kosaka先生のArduino IDEで ATtiny/ATmega 開発環境を作るを参考にさせてもらって、このHPのArduino-IDEでUSBaspを使うで各種AVRマイコンをArduino-IDEで開発しています。
現在はプログラムメモリが128Kバイト、EEPROMが4ｋバイトのATMEGA1284Pも使えるようになりました。
今回はDHCPを使用し、登録局も80局まで可能となっています。
また登録作業もWeb経由で行えます。使用したイーサネットモジュールがMACアドレス内蔵のため、スケッチにMACアドレスすら記述する必要がありません。
- ２．回路図
あとは情報を表示するための16X2液晶とスイッチ付きフルカラーロータリーエンコーダーがあるくらい。
電源は５Ｖですが、VS1053bモジュールは3.3Vで動作しますのでレベルシフタに74HC4050APを使用しています。
イーサネットモジュールは3.3Vですが、入力は５Ｖトレラントなので直結しています。
WIZ820IOの時は開発者とのメールのやりとりで5Vトレラントだけど3.3Vでやったほうがいいよと言われましたが、WIZ550IOは今のところ問題ありません。
初代インターネットラジオはピン数が足りなくてI2CのLCDを使用していましたが、ATMEGA1284PのI/Oは十分にありますので、スタンダードなLCDを使用しました。
スイッチ系は、ソフトウェアで弱プルアップしていますので、外付けのプルアップ抵抗は不要です。
VS1053bモジュールはデータシート通りの回路です。（ThinkAboutPCBで販売中のVS1053bギミック基板 完成品[VS1053bGKAN]を使用しています。）
- ３．配線図
- ４．部品表
部品名 型番 数量 購入元 備考 基板 １個 ThinkAboutPCB 1,800 VS1053bギミック基板 完成品 １個 ThinkAboutPCB 1,860 
WIZnet組み込み用イーサネットモジュール WIZ550io WIZ550IO １個 switch-science WIZ550io v1.2 1,944 
ＩＣソケット （ ８Ｐ） JS-1179FN1-08N １個 秋月電子通商P-06293 10 ＳＰＩ ＳＲＡＭ １Ｍビット(Ｍ６８ＡＦ１２７Ｂ) 23LC1024-I/P １個 ＲＳオンライン769-7345P 200 ＩＣソケット （１６Ｐ） （１０個入） 2227-16-03 １個 秋月電子通商P-00007 100 Hex Buffer/Converter(Non Inverting) HCMOS-IC TC74HC4050AP １個 マルツパーツ館 ￥80 ピンヘッダ １×４０ （４０Ｐ） １個 秋月電子通商C-00167 35 ピンヘッダ ２×４０ （８０Ｐ） １個 秋月電子通商C-00082 50 分割ロングピンソケット １ｘ４２ FHU-1x42SG １個 秋月電子通商C-05779 80 分割ロングピンソケット ２ｘ４２ FHU-2x42SG １個 秋月電子通商C-05780 100 電解コンデンサー１００μＦ２５Ｖ８５℃（ルビコンＰＫ) 25PK100MEFC5X11 ２個 秋月電子通商P-03122 @10x2 電解コンデンサー１０μＦ５０Ｖ８５℃ （ルビコンＰＫ) 50PK10MEFC5X11 ２個 秋月電子通商P-03116 @10x2 積層セラミックコンデンサー０．１μＦ５０Ｖ (２５個入) FK28Y5V1H104ZN006 １セット 秋月電子通商P-06165 @100(10/p)x3 タクトスイッチ（白色） １個 秋月電子通商 P-03648 フルカラーＲＧＢＬＥＤ付ロータリーエンコーダ ツマミ付セット EC12PLRGBSDVBF-D-25K-24-24C-61 １個 秋月電子通商 P-05773 ２．１ｍｍ標準ＤＣジャック 基板取付用 ＭＪ－１７９ＰＨ MJ-179PH １個 秋月電子通商 C-06568 セラミック発振子コンデンサ内蔵タイプ １６ＭＨｚ CSTLS16M0X55-B0 １個 秋月電子通商 P-00525 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ１００Ω （１００本入） １セット 秋月電子通商 R-25101 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ３３０Ω （１００本入） １セット 秋月電子通商 R-25331 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ３．３ｋΩ （１００本入 RD25S 3K3 １セット 秋月電子通商 R-25332 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ１０ｋΩ （１００本入） RD25S 10K １セット 秋月電子通商 R-25103 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ４７ｋΩ （１００本入） RD25S 47K １セット 秋月電子通商 R-25473 カーボン抵抗（炭素皮膜抵抗） １／４Ｗ１００ｋΩ （１００本入） RD25S 100K １セット 秋月電子通商 R-25104 トランジスタ２ＳＡ１３５９Ｙ（４０Ｖ３Ａ）（２個入） 2SA1359-Y> １セット 秋月電子通商 I-04401 トランジスタ２ＳＣ１８１５ＧＲ ６０Ｖ１５０ｍＡ （２０個入） 2SC1815GR> １セット 秋月電子通商 I-00881 多回転半固定ボリューム たて型 ３２９６Ｗ （１０ｋΩ 3296W-1-103 １個 秋月電子通商 P-00975 超小型ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール（１６×２行 白抜き） SD1602VBWB-XA-G-G １個 秋月電子通商 P-02985
- ５．組立概要
①インターネットラジオ基板を組み立てる。
後述の完成図外観を参考にされて下さい。基本的に部品の値はシルク印刷されています。ATMEGA1284Pと表面実装の定電圧レギュレーターはThinkAboutPCBからの出荷時に実装済みです。
ATMEGA1283Pとレギュレーター以外は通常のリード部品ですので、ハンダ付けはさほど難しくないですが、トランジスタのピン間が狭いのでショートしやすいです。ハンダ吸い取り線をご用意いただくことをお勧めします。
シルク印刷のない部品は0.1uF積層セラミックコンデンサです。
②通常のイーサネットシールドはW5100チップを使っていますが、WIZ550IOはW5500を使用していますので、そのままだとイーサネットライブラリが動きません。
「WIZ_Ethernet_Library-IDE1.5.x-master.zip」の右メニューの「Download ZIP」からダウンロードして適当なフォルダに解凍して下さい。「Ethernet」というフォルダができます。
「C:\･･･Arduinoインストールフォルダ\libraries\」の中に「Ethernet」というフォルダがあるので「EtherNetOrg」などとリネームし、代わりに上記のEthernetライブラリを移動してきます。
通常のEthernetアプリケーションであれば上記だけでいいですが、インターネットラジオを行う場合はいくつか変更点があります。
・「Ethernet」フォルダの中の「utility」フォルダの中に「socket.cpp」というファイルがありますがこれをメモ帳等で開きます。
１５行目「W5100.writeSnMR(s, protocol | flag);」とかかれているところを「W5100.writeSnMR(s, protocol | flag | 0x20);」と変更
・同じフォルダにある「w5500.cpp」をメモ帳等で開く
２８行目から３１行目を下記のように変更する。
for (int i=0; i<MAX_SOCK_NUM; i++) {
uint8_t cntl_byte = (0x0C + (i<<5));
write( 0x1E, cntl_byte, 2); //0x1E - Sn_RXBUF_SIZE
write( 0x1F, cntl_byte, 2); //0x1F - Sn_TXBUF_SIZE
}
↓
for (int i=0; i<MAX_SOCK_NUM; i++) {
uint8_t cntl_byte = (0x0C + (i<<5));
// write( 0x1E, cntl_byte, 2); //0x1E - Sn_RXBUF_SIZE
write( 0x1F, cntl_byte, 2); //0x1F - Sn_TXBUF_SIZE
}
write( 0x1E, (0x0C + (0<<5)), 8);
write( 0x1E, (0x0C + (1<<5)), 2);
write( 0x1E, (0x0C + (2<<5)), 1);
write( 0x1E, (0x0C + (3<<5)), 1);
write( 0x1E, (0x0C + (4<<5)), 1);
write( 0x1E, (0x0C + (5<<5)), 1);
write( 0x1E, (0x0C + (6<<5)), 1);
write( 0x1E, (0x0C + (7<<5)), 1);
両方ともインターネット経由のストリームデータ受信に最適化した内容となっています。
・Ethernet.hにバグがあり、なぜか「#endif」がなくコンパイルエラーになります。。７行目の「#」を「#endif」に変更して下さい。
③インターネットラジオに特化したAVRhardware.zipファイルを用意しました。
展開してマイドキュメントの「Arduino」の「hardware」フォルダに入れて下さい。Arduino-IDEはArduino.orgの Ver. 1.7.8 で確認しています。
④Kimio_Kosaka先生の
⑤Arduino-IDEで「ツール」「マイコンボード」で「ATMEGA1284P / Ext.16MHz」を選択する
⑥同じく「ツール」「書き込み装置」で、環境に合わせて「AVRISP-mkII」あるいは「USBasp」を選択する。
⑦「ツール」「ブートローダーを書き込む」をクリックしヒューズビットを書き込む。（「ブートローダー」と出ていますが、この場合はブートローダーはダミーでヒューズビットのみ書き込まれます）
⑧「InternetRadio201.ino」からスケッチをダウンロードして書き込みます。
最新のイーサネットライブラリはＭＡＣアドレスをスケッチに書き込まなければならないようです。ＭＡＣアドレスはWIZ550ioに記載されています。
それをスケッチの７６行目に設定して下さい。
⑨初期化とインターネットラジオ局情報を書き込みます。
それぞれの詳細は後述します。
- ６．完成図外観
【表側】
ISPで書き込むときもSPI信号を使うので、同じSPIバス上に他の機器が接続されていると上手く書き込めない時があります。その場合はこのショートピン３つをはずすことによって他のSPI機器をバスから外すことができます。
【表側（ユニットをはずした状態）】
mp3デコーダーユニットの下にトランジスタ・抵抗がありますので、ある程度高さが必要です。mp3デコーダーユニットはピンヘッダで基板に直付けはできません。
【裏側】
中央あたりにハンダブリッジ用ランドがありますが、これが表面でやっていたSPI機器の接続部分になります。
特にスケッチをいじらないようでしたらショート用のピン・ソケットをハンダ付けせずに、イーサネットモジュール、音源モジュール、SRAMをはずしてスケッチを書き込み、その後ランドを３か所（MOSI,MISO,SCK）ハンダ付けして、全SPI機器を接続すればOKです。
- ７．スケッチの動作について
・スケッチはArduino-IDE1.0.5で作成しています（2014/4/12現在）。
・インターネットラジオ放送中ではロータリーエンコーダーをプッシュするとロータリーエンコーダーで局を選択できます。（後述の局情報の登録を事前に行なって下さい）
・また、セットスイッチを押さずにロータリーエンコーダーを回すと音量調整できます。
・放送局のトラブルなどで１５秒程度ネットからのデータが途切れると自動リセットが掛かるようになっています。
・自動リセットが掛かっても相変わらず受信できない場合は、Web設定で別のチャンネルを指定して下さい。
・わたしの自宅の回線（２００Ｍｂｐｓ）では１２８ｋｂｐｓのビットレートの局が安定して受信できます。遅い回線を使用されている方はビットレートの低い局の登録を試してみて下さい。
- ８．局情報の登録方法について
・電源を投入するためにロータリーエンコーダーを押しますが、IPアドレスが表示されるまで押し続けて下さい。WebSettingModeに入ります。
・LCDの上段に「Web Setting Mode」と表示されて、下段にDHCPでインターネットラジオ用に払い出されたIPアドレスが表示されたらロータリーエンコーダーから指を離して下さい。
・同じネットワークアドレス内にあるパソコンからURLにIPアドレスを入れてインターネットラジオにアクセスして下さい。
（ルーター越しに設定できなくもないですがそのためにはルーターにポートを開けるためにIPマスカレードの設定を行う必要がありますし、ポートを開けるとハッキングされるなどの脆弱性が高まりますのでお勧めできません）
・はじめはめちゃくちゃな表示になっていますが慌てずに右上の「局情報オールクリア」のボタンをクリックします。EEPROM4Kのうちのほとんどをを初期化するので１０～２０秒程度時間がかかります。
・ウェブブラウザの別ウインドウで「Radionomy」を表示します。
・登録したい局が見つかったらその局の右側に「Listen to this radio station in your mediaplayer」というボタンがありますので右クリックでデスクトップ等に保存します。
・保存された局情報ファイルをメモ帳などで開くとラジオ局に接続するためのURLが表示されます。そこの「http://streaming.radionomy.com/」以下のディレクトリ名を、局名・m3uテキストにセットします。局名は単にその局の識別子で16文字までしか入りませんので、長いようなら適当に編集して下さい。
・最後に「これを聞きたい」というチャンネルの左にある「選局」ボタンをクリックすると、リセットが掛かり選択された局からのｍｐ３データを再生します。
・なお、音楽再生中に局情報設定はできないので、電源をいったん落として下さい。。