Er lernte PCB-Design, 3D-Druck und Embedded C — nur um Musik mit Album-Cover zu hören

“Ich habe es schon immer geliebt, das Cover-Artwork von CDs und LPs zu sehen und anzufassen. Doch am Ende siegte die Bequemlichkeit des digitalen Streamings — und ich fand mich damit ab, kein Cover-Artwork (oder nur ein briefmarkengroßes Bild) zu haben. In letzter Zeit vermisste ich dieses Gefühl immer mehr und beschloss schließlich, etwas dagegen zu tun. Also baute ich einen Streaming-Musikplayer.”

— Marton, Entwickler des Pentaton LP

Diese Worte stammen direkt aus dem Herzen eines Softwareentwicklers. Er ist kein Elektronikingenieur, kein Hardware-Geek und kein Industrie-Designer. Er ist einfach jemand, der das physische Album-Cover vermisste. Doch der Satz danach führte ihn auf einen Pfad, den nur sehr wenige Softwareentwickler betreten: Er beschloss, selbst Hardware zu bauen.

Nicht für ein Startup, nicht zur Monetarisierung und nicht für eine akademische Arbeit — sondern schlicht, weil er beim Hören eines Songs dessen Album-Cover sehen wollte, so wie man früher eine Schallplatte in den Händen hielt.

Das Ergebnis: Er verbrachte Monate damit, PCB-Design, 3D-Modellierung und -Druck, die Kompilierung von Embedded-Linux-Kerneln und GPU-beschleunigte Programmierung von Grund auf zu lernen. Die Platine wurde vier Spielarten lang überarbeitet. Das Gehäuse wurde immer wieder gedruckt — die ersten Versuche waren reiner Ausschuss. Am Ende entstand ein wandmontierter Streaming-Musikplayer, der wie eine Schallplattenhülle aussieht: der Pentaton LP.

Diese Geschichte erzielte 166 Punkte und 35 Kommentare auf Hacker News, aber Zahlen können den wahren Charme dieses Projekts kaum widerspiegeln. Im Kern ist dies eine Geschichte über das „Drauf-Ankommen“.

Der Kernkonflikt: Er wollte ein Produkt, das es nicht gab

Martons Anforderungen klangen simpel: Ein an der Wand montierbarer Streaming-Musikplayer mit einem quadratischen Bildschirm von etwa 12 Zoll (der Größe einer Vinyl-Schallplattenhülle), der Album-Cover anzeigen und Musik über AirPlay wiedergeben kann — und sonst nichts weiter tut.

Doch schnell stellte er fest, dass ein solches Produkt auf dem Markt nicht existierte. AirPlay-fähige Streaming-Empfänger besitzen kaum brauchbare Bildschirme; smarte Fotorahmen mit Bildschirm unterstützen in der Regel keine Audio-Streaming-Protokolle. Ein Produkt, das beides kombiniert? Stellt niemand her. Der Markt ist schlicht zu klein. Menschen, die bereit sind, hunderte Dollar auszugeben, nur um Album-Cover zu sehen, reichen kaum aus, um die Mindestbestellmenge einer Fabrik zu erfüllen.

Marton stand vor einer Wahl: Entweder die Realität akzeptieren und weiterhin Musik auf dem Smartphone mit briefmarkengroßen Covern hören — oder es selbst anpacken. Er entschied sich für Letzteres.

Lernkurve Schritt 1: PCB-Design

Martons erste Herausforderung bestand darin, eine geeignete Hardware-Plattform zu finden. Er benötigte einen kompakten, stromsparenden Computer, der ein hochauflösendes Display ansteuern und das AirPlay-Protokoll unterstützen konnte. Schließlich stieß er auf das Radxa CM3 — einen Einplatinencomputer im Compute-Module-Format mit einer eDP-Schnittstelle (Embedded DisplayPort), die Bildschirme direkt ansteuern kann.

Das Radxa CM3 benötigte jedoch ein Carrier-Board (Trägerplatine), um Stromversorgung, USB, Netzwerk und andere Schnittstellen bereitzustellen. Keines der handelsüblichen Carrier-Boards erfüllte seine Anforderungen an die Gehäusedicke — er wollte, dass das gesamte Gerät wie eine Schallplattenhülle flach an der Wand anliegt. Also beschloss er, selbst ein Trägerboard zu entwickeln. „Ich hatte so etwas noch nie gemacht“, schrieb er, „daher gab es enorm viel zu lernen, von grundlegender Elektronik und Magnetismus bis hin zum Routing von Hochgeschwindigkeitssignalen.“

Ein Softwareentwickler, der von Grund auf PCB-Design lernt, musste sich mit differentiellen Hochgeschwindigkeitssignalen, Stromintegrität und elektromagnetischer Verträglichkeit auseinandersetzen — Themen, die selbst erfahrene Embedded-Ingenieure fordern. Die Trägerplatine musste das Rechenmodul, die Stromversorgung, den USB-C-Anschluss, Gigabit-Ethernet und eine Audio-Trigger-Schnittstelle aufnehmen und dabei so dünn wie möglich bleiben.

Das Ergebnis? Es brauchte vier Überarbeitungen, bis alles einwandfrei funktionierte. Jede Revision bedeutete einen kompletten Fertigungszyklus: Design, Layout, Prototyping, Löten, Testen, Fehlersuche und zurück zur Design-Software. Marton beschrieb es gewohnt nüchtern: „Es hat mich vier Revisionen gekostet, bis alles funktionierte.“

Lernkurve Schritt 2: 3D-Druck und Freiformflächen-Modellierung

Nachdem die Platine gelöst war, stellte das Gehäuse eine völlig neue Herausforderung dar.

Marton wünschte sich ein Gehäuse mit glatter Oberfläche und ästhetischen Kurven. Er wählte FreeCAD für die parametrische Modellierung, stellte jedoch fest, dass parametrisches CAD nicht optimal mit glatten Freiformflächen harmonierte. Seine Lösung war typisch für einen Softwareentwickler: Er schrieb ein benutzerdefiniertes FreeCAD-Makro, um die gewünschten Oberflächenformen zu generieren.

Als das Gehäusedesign stand, kaufte er einen nagelneuen 3D-Drucker für die Fertigung — und erlebte prompt ein technisches Desaster. „Design for Manufacturing, insbesondere für den 3D-Druck, erfordert sehr viel Erfahrung“, stellte er zurückhaltend fest. Jeder 3D-Druck-Einsteiger kennt den Frust über Warping, Fadenbildung (Stringing) und Schichtentrennung. Der Unterschied war nur: Während die meisten Anfänger kleine Spielzeuge drucken, druckte er das Hauptgehäuse für einen wandmontierten Musikplayer.

Er verbrachte viel Zeit damit, Konstruktionsregeln zu erlernen: Wandstärken, Überhangwinkel und thermische Schrumpfungskompensation. Die ersten Gehäuseversuche landeten komplett im Müll, aber am Ende hielt er ein perfektes Endprodukt in den Händen.

Lernkurve Schritt 3: Embedded Linux & GPU-Programmierung

Nach der Hardware war die Software an der Reihe. Als Softwareentwickler sollte dies eigentlich Martons Komfortzone sein. Doch die Entwicklung von Embedded Linux ist weit mehr als das Schreiben von Anwendungscode.

Er entschied sich für Alpine Linux — eine extrem leichtgewichtige Distribution. Um sie auf dem Einplatinencomputer auszuführen, waren umfassende Konfigurationen auf niedriger Ebene erforderlich: Bootloader, Device-Trees, Kernel-Kompilierung (Treiber konfigurieren, GPU-Unterstützung aktivieren), Display-Hintergrundbeleuchtungssteuerung via PWM, Energiemanagement (Standby-Verbrauch unter 2 Watt) und das Einrichten von shairport-sync (einer Open-Source-AirPlay-Implementierung) auf diesem minimalistischen System. Jeder Punkt bedeutete das Wälzen von Dokumentationen, das Debuggen von Kernel-Panics und das Analysieren von seriellen Boot-Logs.

Dann folgte das Highlight: die Anzeige der Album-Cover.

„Es stellte sich heraus, dass das Überblenden zwischen zwei 4-Megapixel-Bildern mit 60 Bildern pro Sekunde auf einem mittelmäßigen Einplatinencomputer gar nicht so einfach ist.“ Die Ausgabe auf dem 17-Zoll-Display mit einer Auflösung von 1920×1920 Pixeln benötigte allein für das Schreiben der Pixel rund 620 MB/s Speicherbandbreite — noch ohne Bilddekodierung oder Übergangsberechnungen.

Martons Lösung war GPU-Beschleunigung. Er konfigurierte GPU-Treiber unter Alpine Linux und schrieb eine Anwendung, die Hardware-Rendering nutzte, um flüssige Cover-Übergänge zu erzielen. Ein Softwareentwickler lernte Embedded-GPU-Programmierung — einzig und allein für das Feature, Album-Cover anzuzeigen.

Noch interessanter: Das AirPlay-Protokoll selbst überträgt nur ein hochkomprimiertes Cover-Bild mit etwa 500×500 Pixeln. Daher entwickelte er eine Out-of-Band-Protokollerweiterung im Musikplayer-Client, um hochauflösende Cover über einen separaten Kanal zu übertragen und anzuzeigen. Er hat schlichtweg das Protokoll erweitert.

Das Endprodukt: Pentaton LP

Nach all diesen Hürden erblickte der Pentaton LP das Licht der Welt. Die wichtigsten Eckdaten:

• 17-Zoll IPS-LCD-Display, 1920×1920 Auflösung mit 1:1 Pixel-Mapping
• Basierend auf dem Radxa CM3 Compute Module mit eigenem Carrier-Board
• Läuft auf Alpine Linux, nutzt shairport-sync für den Empfang von AirPlay-Streams
• Standby-Verbrauch unter 2 Watt, etwa 24 Watt bei aktiver Wiedergabe
• USB-C PD Stromversorgung, inklusive 12V-Trigger-Ausgang zum automatischen Ein-/Ausschalten externer Verstärker
• Unterstützung für externe DACs (er selbst nutzt einen FiiO KA17 in Kombination mit einer Pro-Ject Amp Box SE)

Das Gerät bleibt dauerhaft online. Bei ausgeschaltetem Bildschirm liegt die Leistungsaufnahme unter 2W. Sobald ein Audio-Stream erkannt wird, wacht es automatisch auf, schaltet das Display ein und startet über das 12V-Triggersignal den Verstärker. Das gesamte Erlebnis fühlt sich an, als hänge ein klingendes Album-Cover an der Wand.

Warum diese Geschichte lesenswert ist

Wir leben in einer Zeit, in der fast alles käuflich zu erwerben ist. Die Bequemlichkeit des Konsums lässt uns oft den Wert des „Selbermachens“ vergessen. Martons Geschichte berührt uns genau deshalb, weil sie eine Rarität unserer Zeit hervorhebt: Hingabe und Leidenschaft.

Ihm ging es nicht um die Technologie an sich. Ihm ging es um dieses eine Album-Cover, das er beim Abspielen von Musik sehen wollte. Für etwas, das im Streaming-Zeitalter fast in Vergessenheit geraten ist — wo die meisten Menschen nicht einmal hinsehen, bevor sie auf Play drücken —, investierte er Monate, erlernte vier völlig fremde Fachgebiete und opferte etliche Platinen und Druckmaterialien.

Ein Kommentar auf Hacker News brachte es perfekt auf den Punkt:

„Das erinnert mich daran, wie ich früher CDs und LPs gekauft habe, das Cover in den Händen hielt, es umdrehte, die Liner Notes und Songtexte las. Streaming ist extrem praktisch, aber wir haben unterwegs etwas verloren.“

Marton antwortete darauf mit Taten: Wenn niemand baut, was verloren gegangen ist, baut man es eben selbst.

Dies ist keine Geschichte darüber, wie Technologie die Welt verändert. Es ist eine Geschichte darüber, wie ein Mensch sich verändert hat, weil ihm ein kleines Detail am Herzen lag. Er wird vielleicht nicht den Lauf der Musikindustrie ändern, und der Pentaton LP wird womöglich kein kommerzieller Kassenschlager. Aber er hat Monate damit verbracht, sich Fähigkeiten von Grund auf anzueignen, und ein Gerät erschaffen, das ihn glücklich macht — und das allein ist wunderschön.

Epilog

Marton erwägt derzeit die Start einer Kickstarter-Kampagne. Interessierte Leser können auf pentaton.app weitere Informationen finden.

Unabhängig davon, ob dieses Gerät jemals in Serie geht, bleibt dem Autor ein Bild im Gedächtnis: Ein Softwareentwickler spät nachts unter der Schreibtischlampe, der Strom an eine frisch gelötete Platine anschließt, um zu sehen, ob die fünfte Revision nun endlich wie gewünscht funktioniert. Er wollte nicht die Welt verändern; er wollte beim Musikhören einfach nur das Album-Cover sehen.

Referenzlinks:

• Pentaton LP Ankündigungsartikel (pentaton.app)
• HN Diskussion (item?id=49022355)
• Radxa CM3 Einplatinencomputer
• shairport-sync AirPlay-Implementierung

Abb.: Martons selbstentwickeltes Radxa CM3 Trägerboard-PCB, das erst nach 4 Revisionen voll funktionsfähig war.

Abb.: Rückansicht des fertigen Pentaton LP: USB-C-Stromanschluss, Gigabit-Ethernet und 3.5mm Audio-Trigger-Buchse sind gut sichtbar.

Abb.: In FreeCAD entwickeltes Drahtmodell des Gehäuses. Marton schrieb ein eigenes Makro zur Erzeugung der glatten Freiformflächen.