オープンソースカンファレンス2018東京秋で発表した「ラズパイオーディオで学ぶシステム構築入門」の資料です。

1. ラズパイオーディオで学ぶ
システム構築入門
ラズパイオーディオの会
宮原 徹（@tmiyahar）

2. このコースの目標
• Raspberry Piで音楽を鳴らします
• Raspbianを使ってシステムを構築します
– Volumioなどは使いません
• 基本的なネットワークの知識を学びます
• 基本的なLinuxの操作、システム構築を学
びます
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3. 全体的な手順
1. Raspbianのインストール
– Etcherを使って
2. ネットワーク接続
– かなりケースバイケースでここが一番大変
3. MPDのインストールとオーディオ再生の設定
– オーディオI/Fによって異なる部分
4. Sambaのインストールと設定
– PCからネットワーク経由で楽曲データを管理する
ため
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4. ヘッドレス接続で
Raspberry Piを操作する
4

5. 普通にRaspberry Piを使う
• Raspberry Piにキーボード、マウス、HDMI
ディスプレイを接続する
• ネットワーク接続は有線LAN、または無線
LAN
5
この方法が初心者の方には無難

6. なぜヘッドレス？
• 複数のHDMIディスプレイの用意が難しい
– 大人数のハンズオンなど
• ノートPCなら用意できる
– 参加者持ち寄り方式
• SSHやVNCで接続してRaspberry Piを操作
– ネットワーク経由での操作に慣れよう
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7. ネットワーク接続を検討
• 一番楽なのは有線直結 ←今回はこれを選択
– PCに有線LANポートが必要
– macOSの「インターネット共有」がとても楽
– Windowsは「インターネット接続共有（ICS）」を使う
– インターネット共有が使えない場合は事前に
/boot/cmdline.txtにIPアドレスを記述
– Raspberry Pi Zeroの場合にはUSB OTG接続
• スイッチングハブで有線接続
– インターネットにアクセスさせたい場合など
– 配線が大変
• 無線LANで接続
– 事前に/boot/wpa_supplicant.confを作成しておく
•7

8. 今回のネットワーク接続の方針
• PCからRaspberry Piを操作するための接続
は有線LANで直結
– IPアドレスを固定でき、確実な接続が可能
• インターネットへの接続は無線LAN経由
– インストールパッケージのダウンロードが必要
なため
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9. ヘッドレス起動のための設定
1. IPアドレスの設定 ←ここが少し面倒
CLIだけの場合
2. SSHサーバーの起動
– デフォルトではオフ
– /boot/sshを作成しておく
GUIも使うなら
3. HDMI接続無しの設定
– HDMI接続がなくてもHDMIに出力
4. デフォルト画面サイズの設定
– VNCで接続した際の画面サイズになる
5. VNCサーバーの起動
– Raspberry PiにSSHでログオンして起動
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10. 準備するもの
• Raspberry Pi本体
• 電源
– ACアダプタ or モバイルバッテリ
• microSDカード
• ノートPC
– 有線LANポート（内蔵 or USB）
– SDカードリーダー／ライター
• Raspbianのイメージファイル
• LANケーブル
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11. 基本的な手順
1. RaspbianイメージをmicroSDカードに焼く
2. microSDカード内で設定
– SSHサーバーのブート時有効化
– ヘッドレスで画面サイズを指定
– IPアドレスの指定
3. Raspberry Piを起動
4. SSHで接続
5. VNCを有効化
6. VNCで接続
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12. イメージのmicroSDカードへの書き込み
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イメージファイルの中身
microSDカードに
この構造のまま
書き込み

13. イメージをmicroSDカードに書き込む
• Etcherを使用
– https://etcher.io/
– Windows、Mac、Linuxをサポート
– ZIP形式のままイメージ書き込み可能
– 書き込み後、自動的にアンマウントされる

14. IPアドレスの指定
• テキストエディタで/boot/cmdline.txtを編集
• 末尾にIPアドレスを記述
– dwc_otg.lpm_enable=0 （略） plymouth.ignore-
serial-consoles ip=192.168.0.100
• PC側のIPアドレスを192.168.0.10、ネットマス
クを255.255.255.0（24ビット）に指定
– 外部ネットワークに接続しないのでゲートウェイの
設定は不要
– DNSも使用しないので設定は不要
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15. SSHサーバーのブート時有効化
• SSHサーバーはデフォルトでOFF
– セキュリティ強化のため
• /boot/sshファイルを作っておくと起動時に
SSHサーバーを起動する
– ファイルの中身は空（サイズ0）でよい
– SDカードをノートPCでマウント
– シェルならtouchコマンドを実行
• $ touch /PATH/TO/boot/ssh
– Windowsなら空のファイルをコピーする
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16. ヘッドレスと画面サイズの指定
• テキストエディタで/boot/config.txtを編集
– 設定しないとVNC接続時画面が小さい
– GUI設定ツールで後から変更も可能
• 以下のコメントアウトを外す（有効化）
– hdmi_force_hotplug = 1
• HDMIが繋がっていなくてもHDMI出力を選択
– hdmi_group = 2
• hdmi_group = 1：CEA（テレビなど）
• hdmi_group = 2：DMT（PC用モニターなど）
– hdmi_mode = 9 or 16
• hdmi_mode = 9：800x600 60 Hz
• hdmi_mode = 16：1024x768 60 Hz
•16

17. Raspberry Piを起動
• 初回起動時にルートパーティションを拡張
– SDカードの空き領域をすべてルートパーティ
ションに結合
– すぐに再起動がかかります
• 起動の状況はアクセスランプを見ていると
なんとなく分かる
– 大体40秒ぐらいで起動完了
• pingでRaspberry Pi（192.168.0.100）と通信
できるか確認
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18. SSHで接続
• SSHクライアントからRaspberry PiのIPアド
レスに接続
• ユーザー名：pi
• パスワード：raspberry
• $ ssh pi@192.168.0.100
– Macからなら ssh pi@raspberrypi.local でも接
続可能（Bonjourによる名前解決）
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19. Bonjourを使った名前解決
• BonjourはAppleが作ったゼロコンフィグな
名前解決の仕組み
– macOS/iOSはデフォルトでサポート
– WindowsはiTunesをインストールする
– LinuxはAvahiをインストールする
• raspberrypi.localでアクセスできる
– 同じネットワークに同時にRaspberry Piがいる
と名前が衝突する
– ホスト名を変更すれば名前衝突は回避可能
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20. VNCの有効化と接続
1. raspi-configを起動
– $ sudo raspi-config
2. Interfacing OptionsからVNCをEnableに
3. VNC Viewerから接続
– Raspberry Piで使用しているRealVNCサーバ
ー対応のVNC Viewerが必要
– https://www.realvnc.com/download/viewer/
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21. 基本的な設定を変更
1. 左上のメインメニュー → Preferences →
Raspberry Pi Configurationを起動
– SSHの場合はraspi-config
2. Localisationタブで各種設定を変更
– Locale：ja_JP.UTF-8
– Timezone：Asia→Tokyo
– Keyboard：Japanese-Japanese
– Wi-Fi Country：JP Japan
3. 再起動するとGUIも日本語表示に変わる
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22. 無線LANの接続
1. SSIDとパスワードの設定
– $ sudo vi /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
1. 設定の適用のために再起動
– $ sudo reboot
– 再起動以外にうまく適用できる方法が無い？
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country=JP
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid=”SSID"
psk=”PASSWORD"
}

23. MPDのインストールと
オーディオ再生の設定
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24. Raspbianのアップデート
必須ではないが
1. APTのアップデート
– $ sudo apt-get update
2. バージョンアップ
– $ sudo apt-get dist-upgrade
– $ sudo reboot
3. もう1回APTのアップデート
– $ sudo apt-get update
– やらないとMPDがインストールできない
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25. MPDのインストール
1. MPDのインストール
– $ sudo apt-get install mpd mpc
– 一緒にMPDクライアントmpcをインストール
• 音質にこだわる人はソースコードからオプ
ション付きでビルドすると良い
– リンクするライブラリによってデコードの音質が
変わるらしい
– 情報はネット上に色々とあります
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26. USB DACの設定
1. USB DACを接続
2. /boot/config.txtの設定でオンボードオーデ
ィオを無効化
– #dtparam=audio=on （頭にコメントアウト）
3. 再起動し、デバイス認識を確認
– $ sudo reboot
– $ aplay -l
– 目的のデバイスだけ認識されていればOK
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27. I2Sの設定
1. overlayの名称の確認
– $ ls /boot/overlays
– ○○.dtboの○○の部分が必要
– どれが必要かはDACのマニュアル等を参照
2. /boot/config.txtの末尾にDAC使用の記述を追加
– $ sudo vi /boot/config.txt
– dtoverlay=○○
– 例：dtoverlay=hifiberry-dac
3. オンボードオーディオを無効化
– #dtparam=audio=on （頭にコメントアウト）
4. 再起動し、デバイス認識を確認
– $ sudo reboot
– $ aplay -l
– 目的のデバイスだけ認識されていればOK
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28. 再生デバイスの指定
1. 再生デバイスの情報を取得
– $ aplay -l
– 以下の例ではカード番号1（デバイス名）とデ
バイス番号0が必要な情報
2. /etc/mpd.confの書き換え
– 次のスライドでまとめて説明
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カード 1: Mojo [Mojo], デバイス 0: USB Audio [USB Audio]
device "hw:1,0" # optional
# device "hw:Mojo,0" # optional

29. ソフトウェアミキサーの設定
1. ソフトウェアミキサーに変更（ハードウェアミキサーが無
くボリューム調整できないDAC）
– $ sudo vi /etc/mpd.conf
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# An example of an ALSA output:
#
audio_output {
type "alsa"
name "My ALSA Device"
# device "hw:0,0" # optional
device "hw:1,0" # optional
# device "hw:Mojo,0" # optional
# mixer_type "hardware" # optional
mixer_type "software" # optional
# mixer_device "default" # optional
# mixer_control "PCM" # optional
# mixer_index "0" # optional
}

30. MPDの起動
1. MPDの起動
– $ sudo systemctl start mpd
2. MPDの自動起動の設定
– $ sudo systemctl enable mpd
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31. Sambaのインストールと設定
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32. Sambaのインストールと設定
1. Sambaをインストール
– $ sudo apt-get install samba
2. Sambaの起動
– $ sudo systemctl start smbd
– $ sudo systemctl start nmbd
3. Sambaの自動起動を設定
– $ sudo systemctl enable smbd
– $ sudo systemctl enable nmbd
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33. ファイル共有の設定
1. 共有するディレクトリのパーミッション変更
– $ sudo chmod 777 /var/lib/mpd/music
– 誰でも書き込みできるように変更
2. smb.confの末尾に共有設定を追加
– $ sudo vi /etc/samba/smb.conf
– 設定詳細は次のスライド
– ゲストでも書き込み可能に設定
3. Sambaの再起動
– $ sudo systemctl start smbd
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34. smb.confでの共有の設定
[Music]
path = /var/lib/mpd/music
browseable = yes
read only = no
guest ok = yes
veto files = /._*/.DS_Store/
delete veto files = yes
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35. 共有接続と楽曲データのコピー
1. PCからファイル共有に接続
– Windows：¥¥raspberrypi.local¥
– Mac：Finderで「移動」→「サーバ」へ接続
→「smb:// raspberrypi.local」
– Music共有に接続
2. 適当な楽曲データのファイルをコピー
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36. mpcコマンドの基本的な使い方
1. 楽曲DBのアップデート
– $ mpc update
2. 楽曲の一覧表示
– $ mpc ls
3. 楽曲の再生キューへの追加
– $ mpc add 楽曲ファイル名
4. 楽曲の再生／停止
– $ mpc play | stop
• 再生楽曲の送り／戻し／一時停止
– $ mpc next | prev | pause
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37. Raspberry Pi Zeroの
インターネット接続について
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38. RasPi Zeroのインターネット接続
• 無印：USB経由で何とかする
– OTGケーブル＋LANアダプタ
• キーボードを繋ぎたい時はUSBハブが必要
– OTGモードを利用
• PC経由でインターネット接続
• W：無線LANが使える
– あらかじめ/bootにwpa_supplicant.conf を設置
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39. RasdPi Zero＋OTGモード
1. /bootにsshを作成
2. cmdline.txtの修正
– rootwait modules-load=dwc2,g_ether quiet
3. config.txtの修正
– dtoverlay=dwc2 を末尾に追加
4. Raspberry Pi ZeroとPCをUSBケーブルで接続
– 内側のUSBポートに接続
– PC側からはネットワークI/Fとして認識される
5. PC側でインターネット共有を作成
– Macだとかなり楽
6. PCからRaspberry Pi Zeroにアクセス
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40. 接続図
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Internet
USB接続有線／無線
インターネット共有（NAT）

41. Macからの見え方
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単なる出入り口なので
IPアドレスの割り当て
は気にしないでよい

42. Macでインターネット共有を作成
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MacからRaspberry Pi Zeroに
DHCPでIPアドレス等を付与
指定したインターフェースから
外部ネットワークに接続