RaspberryPi

RaspberryPi3でマイクとスピーカーを使えるようにする

RaspberryPi3で音声入出力を動かしたかったのですが、まともに動くようになるまで意外と苦労したので、その備忘録です。

今回は音声の出力/入力それぞれ以下の構成で動かせるようにします。

  • 音声出力:アナログ出力(ミニジャック)経由でスピーカーに接続
  • 音声入力:USBマイクロフォンを接続

音声入力の設定

まずは音声入力の設定をしていきます。今回はUSBマイクロフォンを使うので、「lsusb」コマンドでUSBデバイスとして認識されているかを確認します。

lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0d8c:0134 C-Media Electronics, Inc.
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

私の環境では4つほど表示されましたが、この内の「C-Media Electronics, Inc.」がマイクのようです。

次に、以下のコマンドを実行してALSAのデバイスの優先度を確認します。

cat /proc/asound/modules
0 snd_bcm2835
1 snd_usb_audio

どうやら、デフォルトではsnd_bcm2835(オンボードのデバイス?)が優先されているようです。今回はUSBオーディオ(snd_usb_audio)を優先させたいので、優先度の設定を変更します。

それには「/etc/modprobe.d/alsa-base.conf」を以下のように書き換えます。私の場合はこのファイル自体がそもそもなかったので、新規に作成しました。

sudo vi /etc/modprobe.d/alsa-base.conf
options snd slots=snd_usb_audio,snd_bcm2835
options snd_usb_audio index=0
options snd_bcm2835 index=1

これでラズパイ本体を再起動した後、再び優先度を確認してUSBオーディオの優先度が上に来ていればOKです。

音声出力の設定

続いて音声出力です。ラズパイの音声出力には、アナログ端子経由とHDMI端子経由の2系統があるので、今回はアナログ端子経由で音声が出力されるように設定します。

コンソール上で以下のコマンドを実行し、設定画面を開きます。

sudo raspi-config

設定画面中、Advanced Options > Audioと辿っていけば、音声出力の設定が現れます。ここで、以下のように「Force 3.5mm ('headphone') jack」を選択すればアナログ端子から出力されるようになります。

また、上記の方法の代わりに以下のコマンドでも設定変更が可能です。

amixer cset numid=3 1

ALSAの内部設定ファイルの作成

最後に、ALSAの内部設定ファイルを作成する必要があるのですが、事前にデバイスのカード番号とデバイス番号を確認しておきます。それぞれ、音声入力は「arecord -l」、出力は「aplay -l」で確認できます。

まずは音声入力。USBオーディオの割り当てはカード0/デバイス0のようです。

arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 0: Device [USB PnP Audio Device], device 0: USB Audio [USB Audio]
Subdevices: 1/1
Subdevice #0: subdevice #0

続いて音声出力。アナログ端子の割り当てはカード1/デバイス0のようです。

aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 1: ALSA [bcm2835 ALSA], device 0: bcm2835 ALSA [bcm2835 ALSA]
Subdevices: 8/8
Subdevice #0: subdevice #0
Subdevice #1: subdevice #1
Subdevice #2: subdevice #2
Subdevice #3: subdevice #3
Subdevice #4: subdevice #4
Subdevice #5: subdevice #5
Subdevice #6: subdevice #6
Subdevice #7: subdevice #7
card 1: ALSA [bcm2835 ALSA], device 1: bcm2835 ALSA [bcm2835 IEC958/HDMI]
Subdevices: 1/1
Subdevice #0: subdevice #0

カード番号とデバイス番号の確認ができたら、ホームディレクトリ直下に「.asoundrc」の名前でファイルを作ります。

vi ~/.asoundrc

ファイルの中身はこんな感じ。hwの後ろに続く数字は先ほど調べたカード番号とデバイス番号です。ちなみに「pcm.mic」が音声入力、「pcm.speaker」が音声出力になります。

pcm.!default {
    type asym
    capture.pcm "mic"
    playback.pcm "speaker"
}

pcm.mic {
    type plug
    slave {
        pcm "hw:0,0"
    }
}

pcm.speaker {
    type plug
    slave {
        pcm "hw:1,0"
    }
}

動作確認

最後に、音声入出力の動作確認をします。ラズパイには音声の録音/再生コマンドが用意されているので、それらを実行してみます。

まずは録音。arecordコマンドでマイクから入力された音声をファイルに保存します。

arecord --format=S16_LE --duration=5 --rate=16000 --file-type=raw out.raw

録音ファイルができたら、aplayコマンドでファイルを再生します。これでスピーカーから音声が流れればOKです。

aplay --format=S16_LE --rate=16000 out.raw

もし再生される音声が小さい場合は、「alsamixer」コマンドで入出力レベルの設定を変更してあげればOKです。私の環境の場合、デフォルトでは小さすぎたので、各レベルを最大にしました。

まとめ

ALSA周りで色々と設定が必要ではありましたが、なんとか動かすことができました。ラズパイで音声を扱えるようになるとIoTデバイスとしての使い道も広がるので面白いですね。

私はある目的のために音声入出力を動かしてみたのですが、それはまた別の記事でご紹介したいと思います(・∀・)

ではではノシ

広告の表示がブロックされています。
広告の表示がブロックされています。

関連記事

Flutter プログラミング

2021/8/2

【Flutter】アプリ内の設定値を実装する方法

アプリ内で独自の設定を作る場合、そのデータを保持する方法を考える必要があります。 SQL、テキストファイルなど選択肢は多々ありますが、shared_preferencesというパッケージを使えば簡単に実装することができます。 Dart packages  2 Users 31 Pocketsshared_preferences | Flutter PackageFlutter plugin for reading and writing simple key-value pairs. Wraps ...

この記事を読む

RaspberryPi Linux

2021/4/18

YoctoでRaspberryPi4のイメージをビルドしてみた

昨今、様々なデバイスでLinuxが動くようになっている中、組み込みLinuxのデファクトスタンダードとなりつつあるのが「Yocto」と呼ばれるビルドシステムです。 組み込みの現場ではその名前を聞くことが増えましたが、まだまだ日本ではドキュメントも乏しくイマイチ掴み所がありません。そこで、まずは使ってみようということでRaspberry Pi4のイメージをビルドしてみることにしました。 目次1 Yoctoとは?2 Raspberry Pi4のイメージを作ってみる2.1 下準備2.2 Yocto本体+ラズパイ ...

この記事を読む

C++ 自作物

2021/8/1

言語処理系をつくろう(第7回):比較演算子を実装する

自作の言語処理系開発日記の第7回です。前回までで変数の実装が終わったので、ここからはいよいよ制御構文を実装…と思ったのですが、制御のためには比較演算子を実装する必要がありました。 ということで、今回は比較演算子を実装していきます。基本的には四則演算と変わりないのであまり難しくはありません。 目次1 比較演算子の仕様2 実装してみる2.1 トークナイザ2.2 構文解析器2.3 コード生成器2.4 実行系(仮想マシン) 比較演算子の仕様 比較演算子を実装する前に、その仕様について少し考えておきます。 比較演算 ...

この記事を読む

C++ 自作物

2021/8/1

言語処理系をつくろう(第6回):変数を実装する

自作の言語処理系開発日記、第6回です。 これまでは四則演算など、電卓レベルの機能実装に取り組んでいましたが、いよいよ変数を扱えるようにしていきたいと思います。これでかなりプログラミング言語っぽくなるかも(・∀・) 今回は新しい仕組みを入れたりと、割と修正がごちゃごちゃしてしまったので、うまくまとめきれていません。ごめんなさい…。 目次1 変数の実装について2 実装してみる2.1 トークナイザ2.2 構文解析器2.3 コード生成器2.4 実行系(仮想マシン) 変数の実装について これまでは即値しか扱っていな ...

この記事を読む

C++ 自作物

2021/8/1

言語処理系をつくろう(第5回):連続した式の実行

自作の言語処理系開発日記の第5回です。 前回までで括弧を含んだ四則演算ができるようになりましたが、このままでは単なる電卓止まりです。ということで、今回は複数の式を連続して実行できる仕組みを実装していきたいと思います。 目次1 生成規則を考える2 実装してみる2.1 構文解析器2.2 コード生成 生成規則を考える これまでは入力全体を1つの式として解釈していましたが、今回は式の区切りを定義して複数の式として解釈できるようにします。 C言語だと「;」や「,」が区切り文字として使われますが、開発中の言語(roo ...

この記事を読む

  • このブログの中の人

Ryo Yoneyama

とある会社でソフトウェアエンジニアをしています。技術的な備忘録を中心にまとめてます。ネタがあれば日記も書きます。

-RaspberryPi

© 2021 Corgi Lab. ~備忘録のための技術ブログ~