ホワイトペーパー
ハイレベルオーバーview オーディオの
Raspberry Pi SBCのオプション
ラズベリーパイ株式会社
奥付
© 2022-2025 ラズベリーパイ株式会社
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バージョン 1.0
ビルド日: 2025年05月28日
法的免責事項
RASPBERRY PI 製品 (データシートを含む) の技術データおよび信頼性データ (「リソース」) は、随時変更され、RASPBERRY PI LTD (「RPL」) によって「現状のまま」提供され、明示または黙示を問わず、商品性および特定目的への適合性に関する黙示の保証を含むがこれに限定されない、一切の保証を放棄します。適用法によって許可される最大限の範囲において、いかなる場合も RPL は、契約、厳格責任、不法行為 (過失またはその他を含む) を問わず、リソースの使用によって何らかの形で生じた直接的、間接的、偶発的、特別、懲罰的、または結果的な損害 (代替品またはサービスの調達、使用、データ、または利益の喪失、または事業中断を含むがこれらに限定されない) について、たとえそのような損害の可能性について通知されていたとしても、いかなる責任理論においても、責任を負わないものとします。
RPL は、リソースまたはリソースに記載されている製品に対して、いつでも予告なしに機能強化、改善、修正、その他の変更を行う権利を留保します。
本リソースは、適切なレベルの設計知識を有する熟練ユーザーを対象としています。ユーザーは、本リソースの選択および使用、ならびに本リソースに記載されている製品の適用について、単独で責任を負うものとします。ユーザーは、本リソースの使用に起因するすべての責任、費用、損害、その他の損失について、RPLを免責し、補償することに同意するものとします。RPLは、ユーザーに本リソースをRaspberry Pi製品と併用する場合に限り使用することを許可します。本リソースのその他の使用は禁止されています。RPLまたはその他の第三者の知的財産権に対するライセンスは付与されません。
高リスク活動。Raspberry Pi製品は、原子力施設、航空機の航行または通信システム、航空管制、兵器システム、または生命維持システムやその他の医療機器を含む安全性が極めて重要なアプリケーション（製品の故障が直接的な死亡、人身傷害、または深刻な物理的損害または環境的損害につながる可能性があるもの）の運用など、フェイルセーフ性能を必要とする危険な環境（「高リスク活動」）で使用するために設計、製造、または意図されていません。RPLは、高リスク活動への適合性について明示的または黙示的な保証を一切行わず、Raspberry Pi製品を高リスク活動に使用または組み込むことについて一切の責任を負いません。Raspberry Pi製品は、RPLの 標準規約RPLのリソースの提供は、RPLの 標準規約 それらに記載されている免責事項および保証を含みますが、これらに限定されません。
ドキュメントのバージョン履歴
| リリース | 日付 | 説明 |
| 1 | 1年25月XNUMX日 | 初回リリース |
文書の範囲
このドキュメントは、次の Raspberry Pi 製品に適用されます。
| PI 0 | PI 1 | パイ2 | パイ3 | パイ4 | パイ400 | パイ5 | パイ500 | CM1 | CM3 | CM4 | CM5 | ピコ | ピコ2 | ||||
| 0 | W | H | A | B | A | B | B | 全て | 全て | 全て | 全て | 全て | 全て | 全て | 全て | 全て | 全て |
| ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ||
導入
長年にわたり、Raspberry Pi SBC (シングルボードコンピュータ) のオーディオ出力に使用できるオプションは増加し、ソフトウェアから駆動する方法も変化してきました。
このドキュメントでは、Raspberry Pi デバイスのオーディオ出力に使用できるさまざまなオプションについて説明し、デスクトップとコマンド ラインからオーディオ オプションを使用する方法について説明します。
このホワイト ペーパーでは、Raspberry Pi デバイスが Raspberry Pi OS を実行しており、最新のファームウェアとカーネルで完全に最新の状態になっていることを前提としています。
Raspberry Piオーディオハードウェア
HDMI
すべてのRaspberry Pi SBCには、HDMIオーディオをサポートするHDMIコネクタが搭載されています。Raspberry Pi SBCをスピーカー付きのモニターまたはテレビに接続すると、自動的にスピーカーからHDMIオーディオ出力が有効になります。HDMIオーディオは高品質のデジタル信号であるため、非常に良好な音質が得られ、DTSなどのマルチチャンネルオーディオもサポートされています。
HDMIビデオを使用しているが、オーディオ信号を分割したい場合（例：ample、anに ampHDMI入力に対応していない機器の場合は、HDMI信号からオーディオ信号を抽出するために、スプリッターと呼ばれる追加のハードウェアを使用する必要があります。これは高価になる可能性がありますが、他にも選択肢があり、以下で説明します。
アナログPCM/3.5 mmジャック
Raspberry PiモデルB+、2、3、4には、オーディオ信号とコンポジットビデオ信号に対応できる4極3.5mmオーディオジャックが搭載されています。これはPCM（パルス符号変調）信号から生成される低品質のアナログ出力ですが、ヘッドフォンやデスクトップスピーカーへの接続に適しています。
注記
Raspberry Pi 5にはアナログオーディオ出力はありません。
ジャックプラグの信号は、ケーブルの端から先端まで、以下の表のように定義されています。ケーブルには様々な割り当てのものがありますので、正しいケーブルをお選びください。
| ジャックセグメント | 信号 |
| スリーブ | ビデオ |
| リング2 | 地面 |
| リング1 | 右 |
| ヒント | 左 |
I2Sベースのアダプタボード
Raspberry Pi SBCの全モデルには、GPIOヘッダー上にI2Sペリフェラルが搭載されています。I2Sは、デジタルオーディオデバイスを接続し、電子機器内のペリフェラル間でPCMオーディオデータを通信するために使用される電気シリアルバスインターフェース規格です。Raspberry Pi Ltdは、GPIOヘッダーに接続し、I2Sインターフェースを使用してSoC（システムオンチップ）からアドオンボードにオーディオデータを転送する、幅広いオーディオボードを製造しています。
注記： GPIOヘッダーを介して接続し、適切な仕様に準拠したアドオンボードは、HAT（Hardware Attached on Top）と呼ばれます。HATの仕様については、こちらをご覧ください。 https://datasheets.raspberrypi.com/
オーディオHATの全ラインナップはRaspberry Pi Ltdでご覧いただけます。 webサイト： https://www.raspberrypi.com/products/
オーディオ出力用のサードパーティ製HATも多数あります。例えば、ampPimoroni、HiFiBerry、Adafruit などから提供されており、さまざまな機能を提供します。
USBオーディオ
HATを取り付けられない場合、またはヘッドフォン出力やマイク入力用のジャックプラグを素早く簡単に接続したい場合は、USBオーディオアダプターが最適です。Raspberry Pi SBCのUSB-Aポートに接続するだけのシンプルで安価なデバイスです。
Raspberry Pi OS にはデフォルトで USB オーディオ用のドライバーが含まれています。デバイスが接続されるとすぐに、タスクバーのスピーカー アイコンを右クリックしたときに表示されるデバイス メニューに表示されます。
また、システムは接続された USB デバイスにマイク入力があるかどうかを自動的に検出し、適切なサポートを有効にします。
ブルートゥース
Bluetoothオーディオとは、Bluetooth技術による音声データの無線伝送を指し、非常に広く利用されています。Raspberry Pi SBCは、Bluetoothスピーカーやヘッドホン／イヤホン、その他Bluetooth対応のオーディオ機器と通信できます。通信範囲は比較的短く、最大約10mです。
BluetoothデバイスはRaspberry Pi SBCとペアリングする必要があり、ペアリングが完了するとデスクトップのオーディオ設定に表示されます。BluetoothはRaspberry Pi OSにデフォルトでインストールされており、Bluetoothハードウェア（内蔵またはBluetooth USBドングル経由）がインストールされているすべてのデバイスのデスクトップタスクバーにBluetoothロゴが表示されます。Bluetoothが有効になっている場合はアイコンが青色、無効になっている場合は灰色になります。
ソフトウェアサポート
Raspberry Pi OS イメージの完全版では、基盤となるオーディオサポートソフトウェアが大幅に変更されましたが、エンドユーザーにとってこれらの変更はほぼ透過的です。当初使用されていたサウンドサブシステムはALSAでした。ALSAの後継としてPulse Audioが使用され、その後、現在のシステムであるPipe Wireに置き換えられました。このシステムはPulse Audioと同じ機能と互換性のあるAPIを備えていますが、ビデオなどの機能を扱うための拡張機能も備えているため、ビデオとオーディオの統合がはるかに容易になっています。Pipe WireはPulse Audioと同じAPIを使用しているため、Pulse AudioのユーティリティはPipe Wireシステムでも問題なく動作します。
これらのユーティリティは、exで使用されますamp下記をご覧ください。
イメージサイズを抑えるため、Raspberry Pi OS LiteではオーディオサポートにALSAを使用しており、Pipe Wire、Pulse Audio、Bluetoothオーディオライブラリは含まれていません。ただし、必要に応じて適切なライブラリをインストールすることでこれらの機能を追加できます。その手順についても以下で説明します。
デスクトップ
前述の通り、オーディオ操作はデスクトップタスクバーのスピーカーアイコンから行います。アイコンを左クリックすると音量スライダーとミュートボタンが表示され、右クリックすると利用可能なオーディオデバイスの一覧が表示されます。使用したいオーディオデバイスをクリックするだけです。また、右クリックでプロ仕様のスピーカーに変更することもできます。file各デバイスで使用される。これらのプロfile通常、さまざまな品質レベルが提供されます。
マイクのサポートが有効になっている場合は、メニューにマイクのアイコンが表示されます。これを右クリックすると、入力デバイスの選択などのマイク固有のメニュー オプションが表示され、左クリックすると入力レベルの設定が表示されます。
ブルートゥース
Bluetoothデバイスをペアリングするには、タスクバーのBluetoothアイコンを左クリックし、「デバイスの追加」を選択します。システムは利用可能なデバイスの検索を開始します。デバイスを検出するには、「検出」モードにする必要があります。リストにデバイスが表示されたらクリックすると、デバイスがペアリングされます。ペアリングが完了すると、タスクバーのスピーカーアイコンをクリックして選択できるメニューにオーディオデバイスが表示されます。
コマンドライン
Pipe Wire は Pulse Audio と同じ API を使用するため、オーディオの制御に使用される Pulse Audio コマンドの大部分は Pipe Wire で動作します。pacts は Pulse Audio を制御する標準的な方法です。詳細については、コマンド ラインに man pactl と入力してください。
Raspberry Pi OS Liteの前提条件
Raspberry Pi OSのフルインストールでは、必要なコマンドラインアプリケーションとライブラリはすべて既にインストールされています。ただし、LiteバージョンではPipe Wireはデフォルトでインストールされていないため、サウンドを再生するには手動でインストールする必要があります。
Raspberry Pi OS LiteにPipe Wireに必要なライブラリをインストールするには、以下を入力してください: sudo apt install pipewire pipewire-pulse pipewire-audio pulseaudio-utils ALSAを使用するアプリケーションを実行する場合は、以下もインストールする必要があります: sudo apt install pipewire-alsa
インストール後に再起動するのが、すべてを稼働させる最も簡単な方法です。
オーディオ再生例ampレ
インストールされている Pulse オーディオ モジュールのリストを短い形式で表示します (長い形式では多くの情報が含まれており、読みにくくなります): $ pactl list modules short Pulse Audio シンクのリストを短い形式で表示します:
$ pactl list sinks short
オーディオ内蔵HDMIモニターと追加のUSBサウンドカードに接続されたRaspberry Pi 5では、このコマンドは次の出力を生成します: $ pactl list sinks short
179 alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-stereo パイプ ワイヤー s32le 2ch 48000Hz サスペンド 265 alsa_output.usb-C-Media_Electronics_Inc._USB_PnP_Sound_Device-00.analog-stereo-output パイプ ワイヤー s16le 2ch 48000Hz サスペンド
注記
Raspberry Pi 5にはアナログ出力がありません。
HDMIとアナログ出力を備えたRaspberry Pi 4にRaspberry Pi OS Liteをインストールすると、次のような結果が返されます。$ pactl list sinks short
69 alsa_output.platform-bcm2835_audio.stereo-fallback パイプワイヤー s16le 2ch 48000Hz サスペンド
70 alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-stereo パイプワイヤー s32le 2ch 48000Hz サスペンド
この Raspberry Pi OS Lite のインストールで、デフォルトのシンクを HDMI オーディオに表示および変更するには (既にデフォルトになっている可能性があることに注意してください)、次のように入力します。
$ pactl get-default-sink
alsa_output.platform-bcm2835_audio.stereo-fallback
$ pactl set-default-sink 70
$ pactl get-default-sink
alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-ステレオ
再生するにはample、まずsにアップロードする必要がありますampleキャッシュ（この場合はデフォルトのシンク）です。pactl play-sの末尾にシンク名を追加することで、シンクを変更できます。ampファイル コマンド:
$ pactl アップロード-sampsample.mp3 sampレネーム
$ pactl プレイ-sampsampレネーム
オーディオの再生にさらに簡単に使用できる Pulse Audio コマンドがあります。
$ パプレイsample.mp3
pactl には、再生時の音量を設定するオプションがあります。デスクトップは Pulse Audio ユーティリティを使用してオーディオ情報を取得および設定するため、これらのコマンドライン変更を実行すると、デスクトップの音量スライダーにも反映されます。
この元ample は音量を 10% 下げます:
$ pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ -10%
この元ampleは音量を50%に設定します:
$ pactl set-sink-volume @DEFAULT_SINK@ 50%
ここで説明されていないPulse Audioコマンドは数多くあります。Pulse Audio web地点 （https://www.freedesktop.org/wiki/Software/PulseAudio/) および各コマンドのマニュアル ページには、システムに関する詳細な情報が記載されています。
ブルートゥース
コマンドラインからBluetoothを制御するのは複雑なプロセスになることがあります。Raspberry Pi OS Liteを使用する場合、適切なコマンドが既にインストールされています。最も便利なコマンドはbluetoothctlで、その他の例もいくつかあります。amp使用例を以下に紹介します。
デバイスを他のデバイスから検出できるようにします。
$ bluetoothctl 検出可能
デバイスを他のデバイスとペアリングできるようにします。
$ bluetoothctl ペアリング可能
範囲内の Bluetooth デバイスをスキャンします:
$ bluetoothctl スキャンオン
スキャンをオフにする:
$ bluetoothctl scan off bluetoothctlには対話モードもあり、これはパラメータなしでコマンドを実行することで起動されます。次の例ampleは対話モードを実行し、リストコマンドを入力して結果を表示します。Raspberry Pi 4でRaspberry Pi OS Lite Bookwormを実行します: $ bluetoothctl
エージェント登録済み
[Bluetooth]# リスト
コントローラー D8:3A:DD:3B:00:00 Pi4Lite [デフォルト] [Bluetooth]#
これで、インタープリタにコマンドを入力すると、それが実行されます。デバイスとのペアリングと接続の一般的な手順は以下のようになります。$ bluetoothctl
エージェントが登録されました [bluetooth]# 検出可能
検出可能な変更が成功しました
[CHG] コントローラー D8:3A:DD:3B:00:00 検出可能 [bluetooth]# ペアリング可能
ペアリング可能の変更に成功しました
[CHG] コントローラー D8:3A:DD:3B:00:00 ペアリング可能 [bluetooth]# スキャンオン
< 付近のデバイスの長いリストになる可能性があります >
[bluetooth]# ペア [デバイスのMACアドレス、スキャンコマンドまたはデバイス自体から、xx:xx:xx:xx:xx:xxの形式] [bluetooth]# スキャンオフ
[bluetooth]# connect [同じmacアドレス] Bluetoothデバイスは、この例に示すように、シンクのリストに表示されます。ampRaspberry Pi OS Lite インストールからのファイル:
$ pactl list sinks short
69 alsa_output.platform-bcm2835_audio.stereo-fallback パイプワイヤー s16le 2ch 48000Hz サスペンド
70 alsa_output.platform-107c701400.hdmi.hdmi-stereo パイプワイヤー s32le 2ch 48000Hz サスペンド
71 bluez_output.CA_3A_B2_CA_7C_55.1 パイプワイヤー s32le 2ch 48000Hz サスペンド
$ pactl set-default-sink 71
$ パプレイample_audio_file>
これをデフォルトに設定して、オーディオを再生できるようになりました。
結論
Raspberry Pi Ltdデバイスからオーディオ出力を生成する方法は数多くあり、ほとんどのユーザーニーズに対応しています。このホワイトペーパーでは、それらのメカニズムの概要と、多くの情報を提供しました。ここで提示されたアドバイスが、エンドユーザーがプロジェクトに最適なオーディオ出力方式を選択する際に役立つことを願っています。シンプルな例ampオーディオ システムの使用方法に関する資料は提供されていますが、詳細については、オーディオおよび Bluetooth コマンドのマニュアルや man ページを参照してください。
Raspberry PiはRaspberry Pi Ltdの商標です。
ラズベリーパイ株式会社
ドキュメント / リソース
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Raspberry Pi SBCS シングルボードコンピューター [pdf] ユーザーガイド SBCSシングルボードコンピュータ、SBCS、シングルボードコンピュータ、ボードコンピュータ、コンピュータ |