Um whitepaper dando uma
Alto nível sobreview de áudio
Opções em Raspberry Pi SBCs
Raspberry Pi Ltda
Colofão
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Versão 1.0
Data de construção: 28/05/2025
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Histórico de versões do documento
| Liberar | Data | Descrição |
| 1 | 1-abr-25 | Lançamento inicial |
Escopo do documento
Este documento se aplica aos seguintes produtos Raspberry Pi:
| PI 0 | PI 1 | Pi 2 | Pi 3 | Pi 4 | Pi 400 | Pi 5 | Pi 500 | CM1 | CM3 | CM4 | CM5 | Pico | Pico2 | ||||
| 0 | W | H | A | B | A | B | B | Todos | Todos | Todos | Todos | Todos | Todos | Todos | Todos | Todos | Todos |
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Introdução
Ao longo dos anos, as opções disponíveis para saída de áudio em Raspberry Pi SBCs (computadores de placa única) se tornaram mais numerosas, e a maneira como elas são controladas pelo software mudou.
Este documento abordará muitas das opções disponíveis para saída de áudio no seu dispositivo Raspberry Pi e fornecerá instruções sobre como usar as opções de áudio na área de trabalho e na linha de comando.
Este whitepaper pressupõe que o dispositivo Raspberry Pi esteja executando o Raspberry Pi OS e esteja totalmente atualizado com o firmware e os kernels mais recentes.
Hardware de áudio Raspberry Pi
HDMI
Todos os Raspberry Pi SBCs possuem um conector HDMI compatível com áudio HDMI. Conectar seu Raspberry Pi SBC a um monitor ou televisão com alto-falantes habilitará automaticamente a saída de áudio HDMI por meio desses alto-falantes. O áudio HDMI é um sinal digital de alta qualidade, portanto, os resultados podem ser muito bons, e áudio multicanal como DTS é suportado.
Se você estiver usando vídeo HDMI, mas quiser que o sinal de áudio seja dividido — por exemploample, para um ampSe você tiver um amplificador que não suporte entrada HDMI, precisará usar um hardware adicional chamado divisor para extrair o sinal de áudio do sinal HDMI. Isso pode ser caro, mas existem outras opções, descritas abaixo.
Conector analógico PCM/3.5 mm
Os modelos Raspberry Pi B+, 2, 3 e 4 possuem um conector de áudio de 3.5 mm e 4 polos que suporta sinais de áudio e vídeo composto. Esta é uma saída analógica de baixa qualidade gerada a partir de um sinal PCM (modulação por código de pulso), mas ainda é adequada para fones de ouvido e alto-falantes de mesa.
OBSERVAÇÃO
Não há saída de áudio analógica no Raspberry Pi 5.
Os sinais do plugue jack são definidos na tabela a seguir, começando na extremidade do cabo e terminando na ponta. Os cabos estão disponíveis com diferentes atribuições, portanto, certifique-se de ter o cabo correto.
| Segmento Jack | Sinal |
| Manga | Vídeo |
| Anel 2 | Chão |
| Anel 1 | Certo |
| Dica | Esquerda |
Placas adaptadoras baseadas em I2S
Todos os modelos de Raspberry Pi SBCs possuem um periférico I2S disponível no conector GPIO. I2S é um padrão de interface de barramento serial elétrico usado para conectar dispositivos de áudio digital e comunicar dados de áudio PCM entre periféricos em um dispositivo eletrônico. A Raspberry Pi Ltd. fabrica uma gama de placas de áudio que se conectam ao conector GPIO e usam a interface I2S para transferir dados de áudio do SoC (sistema em um chip) para a placa adicional.
Observação: Placas complementares que se conectam via conector GPIO e atendem às especificações apropriadas são conhecidas como HATs (Hardware Attached on Top). Suas especificações podem ser encontradas aqui: https://datasheets.raspberrypi.com/
A gama completa de HATs de áudio pode ser vista na Raspberry Pi Ltd website: https://www.raspberrypi.com/products/
Há também um grande número de HATs de terceiros disponíveis para saída de áudio, por exemploample da Pimoroni, HiFiBerry, Adafruit, etc., e estes oferecem uma infinidade de recursos diferentes.
Áudio USB
Se não for possível instalar um HAT, ou se você estiver procurando uma maneira rápida e fácil de conectar um conector jack para uma saída de fone de ouvido ou uma entrada de microfone, um adaptador de áudio USB é uma boa escolha. São dispositivos simples e baratos que se conectam a uma das portas USB-A do Raspberry Pi SBC.
O Raspberry Pi OS inclui drivers para áudio USB por padrão; assim que um dispositivo é conectado, ele deve aparecer no menu de dispositivos que aparece quando o ícone do alto-falante na barra de tarefas é clicado com o botão direito.
O sistema também detectará automaticamente se o dispositivo USB conectado tem uma entrada de microfone e habilitará o suporte apropriado.
Bluetooth
Áudio Bluetooth refere-se à transmissão sem fio de dados sonoros via tecnologia Bluetooth, amplamente utilizada. Ela permite que o Raspberry Pi SBC se comunique com alto-falantes e fones de ouvido Bluetooth, ou qualquer outro dispositivo de áudio compatível com Bluetooth. O alcance é relativamente curto — cerca de 10 m no máximo.
Dispositivos Bluetooth precisam ser "pareados" com o Raspberry Pi SBC e aparecerão nas configurações de áudio da área de trabalho após a conclusão. O Bluetooth é instalado por padrão no Raspberry Pi OS, com o logotipo do Bluetooth aparecendo na barra de tarefas da área de trabalho em qualquer dispositivo que tenha hardware Bluetooth instalado (integrado ou por meio de um dongle USB Bluetooth). Quando o Bluetooth estiver ativado, o ícone ficará azul; quando estiver desativado, o ícone ficará cinza.
Suporte de software
O software de suporte de áudio subjacente mudou consideravelmente na imagem completa do Raspberry Pi OS e, para o usuário final, essas mudanças são em grande parte transparentes. O subsistema de som original utilizado era o ALSA. O Pulse Audio sucedeu o ALSA, antes de ser substituído pelo sistema atual, chamado Pipe Wire. Este sistema possui a mesma funcionalidade do Pulse Audio e uma API compatível, mas também possui extensões para lidar com vídeo e outros recursos, facilitando muito a integração de vídeo e áudio. Como o Pipe Wire utiliza a mesma API do Pulse Audio, os utilitários do Pulse Audio funcionam perfeitamente em um sistema Pipe Wire.
Esses utilitários são usados no examples abaixo.
Para manter o tamanho da imagem reduzido, o Raspberry Pi OS Lite ainda utiliza ALSA para fornecer suporte de áudio e não inclui bibliotecas de áudio Pipe Wire, Pulse Audio ou Bluetooth. No entanto, é possível instalar as bibliotecas apropriadas para adicionar esses recursos conforme necessário, e esse processo também é descrito abaixo.
Área de trabalho
Como mencionado acima, as operações de áudio são realizadas através do ícone do alto-falante na barra de tarefas da área de trabalho. Clicar com o botão esquerdo do mouse no ícone exibe o controle deslizante de volume e o botão de silenciar, enquanto clicar com o botão direito exibe uma lista de dispositivos de áudio disponíveis. Basta clicar no dispositivo de áudio que deseja usar. Há também uma opção, clicando com o botão direito, para alterar o som.files usados por cada dispositivo. Esses profissionaisfiles geralmente fornecem diferentes níveis de qualidade.
Se o suporte ao microfone estiver ativado, um ícone de microfone aparecerá no menu; clicar com o botão direito nele exibirá opções de menu específicas do microfone, como seleção de dispositivo de entrada, enquanto clicar com o botão esquerdo exibirá configurações de nível de entrada.
Bluetooth
Para parear um dispositivo Bluetooth, clique com o botão esquerdo do mouse no ícone Bluetooth na barra de tarefas e selecione "Adicionar Dispositivo". O sistema começará a procurar dispositivos disponíveis, que precisarão ser colocados no modo "Descobrir" para serem visualizados. Clique no dispositivo quando ele aparecer na lista e os dispositivos deverão parear. Após o pareamento, o dispositivo de áudio aparecerá no menu, que pode ser selecionado clicando no ícone do alto-falante na barra de tarefas.
Linha de comando
Como o Pipe Wire usa a mesma API do Pulse Audio, a maioria dos comandos do Pulse Audio usados para controlar o áudio funcionam no Pipe Wire. pacts é a maneira padrão de controlar o Pulse Audio: digite man pactl na linha de comando para obter mais detalhes.
Pré-requisitos para o Raspberry Pi OS Lite
Em uma instalação completa do Raspberry Pi OS, todos os aplicativos de linha de comando e bibliotecas necessários já estão instalados. Na versão Lite, no entanto, o Pipe Wire não é instalado por padrão e deve ser instalado manualmente para que seja possível reproduzir o som.
Para instalar as bibliotecas necessárias para o Pipe Wire no Raspberry Pi OS Lite, insira o seguinte: sudo apt install pipewire pipewire-pulse pipewire-audio pulseaudio-utils Se você pretende executar aplicativos que usam ALSA, também precisará instalar o seguinte: sudo apt install pipewire-alsa
Reinicializar após a instalação é a maneira mais fácil de deixar tudo funcionando.
Reprodução de áudio exampos
Exibe uma lista de módulos de áudio Pulse instalados em formato resumido (o formato longo contém muitas informações e é difícil de ler): $ pactl list modules short Exibe uma lista de coletores de áudio Pulse em formato resumido:
$ pactl list afunda curto
Em um Raspberry Pi 5 conectado a um monitor HDMI com áudio integrado e uma placa de som USB adicional, este comando fornece a seguinte saída: $ pactl list sinks short
179 alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-stereo Pipe Wire s32le 2ch 48000Hz SUSPENSO 265 alsa_output.usb-C-Media_Electronics_Inc._USB_PnP_Sound_Device-00.analog-stereo-output Pipe Wire s16le 2ch 48000Hz SUSPENSO
OBSERVAÇÃO
O Raspberry Pi 5 não tem saída analógica.
Para uma instalação do Raspberry Pi OS Lite em um Raspberry Pi 4 — que tem HDMI e saída analógica — o seguinte é retornado: $ pactl list sinks short
69 alsa_output.platform-bcm2835_audio.stereo-fallback Fio de tubo s16le 2 canais 48000Hz SUSPENSO
70 alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-stereo Fio de tubo s32le 2 canais 48000Hz SUSPENSO
Para exibir e alterar o coletor padrão para áudio HDMI (observando que ele pode já ser o padrão) nesta instalação do Raspberry Pi OS Lite, digite:
$ pactl obter-padrão-sink
alsa_output.plataforma-bcm2835_áudio.estéreo-fallback
$ pactl set-default-sink 70
$ pactl obter-padrão-sink
alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-estéreo
Para reproduzir comoample, primeiro precisa ser carregado para o sampo cache, neste caso no coletor padrão. Você pode alterar o coletor adicionando seu nome ao final do comando pactl play-sample comando:
$ pactl upload-sampo sample.mp3 samplename
$ pactl play-sampo samplename
Há um comando Pulse Audio que é ainda mais fácil de usar para reproduzir áudio:
$ papay sample.mp3
O pactl possui uma opção para definir o volume da reprodução. Como o desktop utiliza os utilitários Pulse Audio para obter e definir informações de áudio, a execução dessas alterações na linha de comando também será refletida no controle deslizante de volume do desktop.
Este example reduz o volume em 10%:
$ pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ -10%
Este example define o volume para 50%:
$ pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ 50%
Existem muitos, muitos comandos do Pulse Audio que não são mencionados aqui. O Pulse Audio weblocal (https://www.freedesktop.org/wiki/Software/PulseAudio/) e as páginas de manual de cada comando oferecem informações abrangentes sobre o sistema.
Bluetooth
Controlar o Bluetooth pela linha de comando pode ser um processo complicado. Ao usar o Raspberry Pi OS Lite, os comandos apropriados já estão instalados. O comando mais útil é bluetoothctl, e alguns exampexemplos dele em uso são fornecidos abaixo.
Torne o dispositivo detectável por outros dispositivos:
$ bluetoothctl detectável em
Torne o dispositivo pareável com outros dispositivos:
$ bluetoothctl pareável em
Procure por dispositivos Bluetooth dentro do alcance:
$ bluetoothctl scan ativado
Desativar a digitalização:
$ bluetoothctl scan off bluetoothctl também possui um modo interativo, que é invocado usando o comando sem parâmetros. O exemplo a seguirample executa o modo interativo, onde o comando list é inserido e os resultados são exibidos, em um Raspberry Pi 4 executando Raspberry Pi OS Lite Bookworm: $ bluetoothctl
Agente registrado
[bluetooth]# lista
Controlador D8:3A:DD:3B:00:00 Pi4Lite [padrão] [bluetooth]#
Agora você pode digitar comandos no interpretador e eles serão executados. Um processo típico para parear e conectar um dispositivo pode ser o seguinte: $ bluetoothctl
Agente registrado [bluetooth]# detectável em
Alteração detectável em caso de sucesso
[CHG] Controlador D8:3A:DD:3B:00:00 Detectável em [bluetooth]# emparelhável em
Alteração do emparelhamento bem-sucedida
[CHG] Controlador D8:3A:DD:3B:00:00 Emparelhavel em [bluetooth]# scan on
< pode ser uma longa lista de dispositivos nas proximidades >
[bluetooth]# par [endereço mac do dispositivo, do comando scan ou do próprio dispositivo, no formato xx:xx:xx:xx:xx:xx] [bluetooth]# scan off
[bluetooth]# conectar [mesmo endereço mac] O dispositivo Bluetooth agora deve aparecer na lista de coletores, conforme mostrado neste exemploample de uma instalação do Raspberry Pi OS Lite:
$ pactl list afunda curto
69 alsa_output.platform-bcm2835_audio.stereo-fallback Fio de tubo s16le 2 canais 48000Hz SUSPENSO
70 alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-stereo Fio de tubo s32le 2 canais 48000Hz SUSPENSO
71 bluez_output.CA_3A_B2_CA_7C_55.1 Fio de tubo s32le 2 canais 48000Hz SUSPENSO
$ pactl set-default-sink 71
$ papayample_audio_file>
Agora você pode torná-lo padrão e reproduzir áudio nele.
Conclusões
Existem diversas maneiras de produzir uma saída de áudio a partir de dispositivos Raspberry Pi Ltd, atendendo à grande maioria das necessidades dos usuários. Este whitepaper descreveu esses mecanismos e forneceu informações sobre muitos deles. Esperamos que as dicas apresentadas aqui ajudem o usuário final a escolher o esquema de saída de áudio certo para seu projeto. Exemplo simplesampForam fornecidas instruções sobre como usar os sistemas de áudio, mas o leitor deve consultar os manuais e páginas de manual dos comandos de áudio e Bluetooth para obter mais detalhes.
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