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4月
1 (日)
カテゴリー  オーディオ
タグ  RasPi デバイス

プリアンプ自作が大体一段落してきたところで、送り出し側のDDCをUSBインターフェースのAmanero Combo 384から、I2SインターフェースのHifiberry Digi+ Pro に変更してみました。

結果からいうと良い方向に進化したため、久しぶりにエア録音する時間がとれたので、Youtubeに動画2つアップしました。ヘッドホンで聴いてください。

01~02_LadiesVocal
https://www.youtube.com/watch?v=lErQGVnBUpM

04~07| Fusion&Classic
https://www.youtube.com/watch?v=D32A4iKKemk

今回も、FaceBookのRaspberry Piでオーディオしま専科 グループで、ごとうさんがお勧めHifiberry Digi+ Pro です。
Hifiberry Digi+ ProのマスタクロックをRasPi側に入れることでスレーブモードでI2S信号を取り出し、純粋にI2SトランスポーターとしてDACに入れてあげる、ということのようです。

信号の流れとしては。
RasPi3 -->(I2S)--> Hifiberry Digi+ Pro -->(I2S)--> ES9023黄色基板DAC改 -->(アナログRCA)--> 自作プリ -->(アナログバランス)--> UcD32MPパワーアンプ
となってきます。

購入

上のHifiBerryのオンラインショップでポチってから、国際郵便で10日ほどで届きました。Amanero combo 384 が1万円超えだったのに比べて半額以下なのはうれしいです。

HifiBerry Digi+ Pro郵便パッケージと梱包紙箱
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HifiBerry Digi+ Pro中身
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取付け前の事前準備

まず、1年半前に買ったRasPi3のファームウエアが古いと思われ、Hifiberry Digi+ Proに対応できていないだろうからアップデートが必要。

やり方は、ここのページに書いてあるのでそのまま参考にしますが、注意点としては OSがVolumioやMoodeAudioの状態でやらずに普通のRasbianイメージのOSが入ったmicroSDで実行すること。 終わってから元のVolumioなりに戻します。 こうしないとVolumioなどのOSが立ち上がらなくなるリスクが高いそうです。

念のため手順をここにも書いておくと、

  1. RasbianイメージのOSが入ったmicroSDを作り、RasPiを立ち上げる。このためだけに高価なmicroSDXCを買う必要はなく、Lite版イメージなら安い2GbのmicroSDで足ります。
  2. rootパスワードを設定する。(下記sudoコマンドを実行するため)
  3. 下のコマンドを順次実行しそれぞれ完了を待つ。小一時間はかかります。
    $ sudo apt-get update
    $ sudo apt-get upgrade
    $ sudo apt-get dist-upgrade
    $ sudo rpi-update
  4. オーディオイメージのmicroSDXCに戻す

I2S信号の取り出し

 続いて、HifiBerry Digi+ ProからI2S信号を取り出すためのピン5本をはんだ付けして、ES9023黄色基板改DACのコネクタ線にコネクタを付けて、接続します。 接続順は、「P6」と書いてあるほうが1番として、

  1. GND(黄)
  2. MCLK(橙:接続しない)
  3. BCLK(黒)
  4. LRCLK(赤)
  5. DATA(白)

の順です。
MCLK(橙)を接続しない理由は、DACのクロックをHifiBerry Digi+ Proのマスタークロックで動かすにはES9023側のクロックの回路を1か所改造しないといけないことと、音の面でも若干ES9023側のクロックに軍配が上がるようですので、私もここは繋がず行きます。

I2S出力ピンをはんだ付けしたHifiBerry Digi+ ProをRaspberryPi3に差し込み、黄色基板と接続
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試聴

今回、プレイヤーOSはVolumio2.378を試しています。
MoodeAudioの刺激の少ないサウンドとは違って、割とエッジがしっかり立って、音像がかっちりしたHiFiオーディオ的な音ですね。 Hifiberry Digi+ Proとの相性も良いのでしょうね。音場感が向上したため、妙な録音がすぐにわかってしまうようになりました。(汗)
しかし残念ながら、PCでは動くソフトボリウムがスマホでは操作できません。アップデートすれば治るのかな。でもアップデートもトラブルの可能性もあるし。。 →訂正、単なる勘違いでした。。

とりあえずいつものミニタンスに押し込み、Volumio2.378で音出し
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 ということで、今年の集まれ!塩ビ管オフ会の私のデモは、これに自作プリ+UcD32MPパワーアンプ+トルネードフライの組み合わせで行きます。しかしエントリーはしたものの、そもそも仕事で参加が危うい状況なのですが。。

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3月
21 (水)

5年間、安定稼働を続けていた、我が家のVMware ESXi 仮想化サーバー。 ところが去る2月15日に、マザーボードが突然死。 :-o

2日後に、中古で暫定版のマザーボードをどうにか探して買ってきて、何とか立ち上げました。

故障したESXiサーバーの緊急保守用に暫定的に購入したマザーボード。これがまた調子が悪かった・・ :oops:
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しかしその後、1週間に数回ほどサーバーが落ちる現象の原因がわからず。 単身赴任先から自宅に連絡して、家族にリセットしてもらっていました。

しかしこんなことを続けているわけにもいかないので、今後は構成を一気にシュリンクして、オーディオプレイヤーとしても使っているワンボードコンピューター、RaspberryPi3 へ移行することを決めました。断捨離です。

有難いことに、このサーバーで稼働中の、集まれ!塩ビ管スピーカーの経費でハード費用を支出いただけることとなり、1万円に収まる金額ですが有効に活用させていただくことにして、現在移行作業中です。どうもありがとうございます。 :-)

既に、なーお'nWEBと集まれ!塩ビ管スピーカーのWEBサイトは移行済み。WEBサーバーはApacheではなく軽量高速なnginx。 それでもハードのスペックが低いため、少しレスポンスが遅いですがどうぞご容赦を。 他のアーカイブサイトも今日中に移行完了の見込みです。 その後、メールサーバー移転に着手・・

それにしても、いくつものXOOPS Cubeサイトを動かしてしまうRasPiサーバー、恐るべき実力ですね。

(追伸)
運用開始後、サーバーダウンが頻発。再起動しても立ち上がらない。
php-fpmのログを見ると、

WARNING: [pool www] server reached pm.max_children setting (5), consider raising it

これは、子プロセスの設定がうまく行っていないということらしい。
参考:php-fpmのエラーにぶつかりながら設定の最適化を図る

/etc/php/7.0/fpm/pool.d/www.conf

; pm.max_children = 5
pm.max_children = 20

; pm.start_servers = 2
pm.start_servers = 4

pm.min_spare_servers = 2

; pm.max_spare_servers = 3
pm.max_spare_servers = 6

 これで安定してくれることを願います。。

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RaspberryPi3 B type (RS components製)と,
64GbyteのSDXCメモリ、積層式のCase。なかなか面白い。ファンも付いてきたけどまだ付けていない
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Rasbian稼働中・・

...

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8月
28 (日)

5月の日記で、緑基板のDACの出力部分の改造をして、満足のゆく音が得られていました。

ただ、Raspberry Piでオーディオしま専科 グループの改造作者の方は、黄色基板の改造で実施しています。

実は、黄色基板も2枚ほど買ってあって、在庫していました。 1枚1,000円ほどですんで、これでよい音が出ればすばらしいです。

改造前は、緑基盤の時と同様にざらついた感じでしたが、改造後は滑らかさが出ていい感じです。 緑基盤との比較では、高域が少し押しが強く、低域は伸びを抑えてキレが良い方向です。

好みは分かれるところだと思いますが、現段階ではこの黄色基盤のほうが音がフレッシュで良いですね。 1個千円程度で買えるので、改造費がその半分くらい上乗せでかかりますが、それでもコスパは最高。

なお、Raspberry Piでオーディオしま専科 グループの後藤さんの改造個所に倣っていますが、コンデンサメーカーが違ったり、タイプが違ったり、容量が少し違ったり、一部取り付け位置がわからず付けていないものがあったりしています。 完全にコピーすればきっともっと良い音になると思うのですが、これ以上良い音になってもスピーカーがボトルネックで違いがわからないと思います。
なお、出力RCAジャック手前の抵抗は560Ω、ポリエステルフィルムコンデンサは2700pFです。
1曲、ソフィーミルマンの曲を録音してみました。
https://www.youtube.com/watch?v=1C5nk9GqbYg
また中途半端な状態ですが、私はこの時点ですでに満足しています。 ありがとうございます!

オリジナルの投稿
https://www.facebook.com/groups/rasp.audio/permalink/481413312052018/

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5月
28 (土)

 先日電源を更新して飛躍的に音が良くなった、うちのRasPiオーディオ。 今度は、DACの出力用キャパシタ(コンデンサ)の変更を試みました。

 今回も作者の方の改造例を参考に、だけど8千円のDAC基盤のパターンカットは後戻りできないので踏み切らず、キャパシタ交換のみ実施してみました。  何しろ、このコメントで大事なヒントを沢山いただいていて、これはもうやる気満々になっちゃいますね。
 キャパシタだけの変更では、音が荒れる方向に変わるだけでグレードアップ方向ではない、とのことですので、パターンカット、150Ω抵抗の追加もやってみました。(注記:150Ωは最適値ではないようです。作者の方は560Ωを使用中とのことです。私は手持ちがありませんので、しばらくは150Ωで使います)

(追記)2016/6/4 作者の方の最終稿は、更に560Ωに9.1kΩを並列接続に変更されています。現時点ではこちら

 今日は別ブログに書きましたが、荒川で小松菜マラソンハーフを走ったあと、少し足を伸ばして秋葉原の千石電商にてパーツを調達。

 もともと、イーディオさんから購入した状態では、4700PFの黄色いポリエステルフィルムコンデンサは取り付けられておらず、どうぞご自由にお好みに交換ください状態。 でももうはんだ付けした後だったので、例によってはんだ吸い取り線で一旦外します。 念のため外した状態で音を出してみると、、 右側から音が出ない!

 この間の抵抗値を図ってみたらL側20数kΩに対してR側は0Ω・・ がちょーん、はんだごてを長時間当てすぎたか。。?
 気を取り直して、何度かはんだごてを当てているうちに復活。。 ふう、我ながら手元の不器用さにはいやになるなあ。

抵抗追加無しバージョン

 多少の音の劣化は覚悟のうえで、リード線をはんだ付けして、適当に容量を想定して仮に線をよじってつなげてみた。 以下の使用数はLR両CH分です。 片側で 2 x 2200 + 470 = 合計 4870PF

種類容量単価使用数
ポリエステルフィルムコンデンサ2200PF104
ディップマイカコンデンサ470PF3002
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DACのキャパシタ変更テスト

 高域のなんとなく薄っぺらい感じがなくなって、立ち上がりが速く、厚みの感じる音になった。 高域のしっかり高音質で録音されたディスクで聞くとよくわかります。 例えば、蟲音・続 など音像の存在感がすごくよくなりました。 中域~低域も少し変わった気がするけど、このスピーカーと部屋では限界を超えているのでわかりづらい。

 電源変更だけの状態では、拙作Tornadefly+は良くてもクリアミントで聞くと中域~高域のクオリティがちょっと今一つだったのに、この変更できっちり良い音で鳴るようになりました。 不思議なもんです。

抵抗追加バージョン

 その後、パターンカット+150Ω抵抗を追加したので、その際のコンデンサ容量も追記します。 片側で 2200 + 470 + 47 = 合計 2717PF

種類容量単価使用数
音響用被膜抵抗150Ω302
ポリエステルフィルムコンデンサ2200PF102
ディップマイカコンデンサ470PF3002
ディップマイカコンデンサ47PF2202
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DACのキャパシタ変更テスト、パターンカット+抵抗追加+キャパシタ容量変更版

 抵抗追加・容量変更で、高域の厚みは引っ込み、その分細かい音が出るようになった。 繊細で、高域も奥側に広がる感じがする。 低域も量感が増したような気がする。

 この違いは、アナログの変化ですねえ。アナログ回路のコンデンサを変えたんだから当たり前なんだけど。 けれども、単にアナログ的な変化ではないような気もするんで、作者の方のコメントにもあったように、ES9023は独特なんだなあきっと。理屈はともかく、やってみないとわからない世界ですねこれは。 そして思うに、改造順序としては電源変更を先にやって、ピントが合った状態にしてからDACをいじらないと、順序が逆ではバランスが崩れたり効果がわからなかったりしそうです。

今までの音の変化

 さて、どれだけ良い音になったのか、完全にPC+X-DDC+DC-61の音を超えて上級機を飛び越えて高級機の領域に踏み込んでいる気がするので、そろそろ自分の中でプラシーボ込みでの点数をつけてみようと思います。

点数
普通のノートPC + X-DDC + DC-6110
RasPi3+イーディオDACノーマル5
同、電源変更9
同、キャパシタ変更12
同、抵抗追加+キャパシタ容量変更13+

 こんな感じかな。 高域だけなら、15点付けても良いくらいなんだけど。 :-D  そろそろスピーカーとアンプ(Marantz PM-14SA-ver2) の音で決まっている感じになってきたので、これ以上の煮ツメはこの環境ではほぼ困難です。
 抵抗追加+キャパシタ容量変更では、まだキャパシタ容量の詳細の煮ツメができていません。 抵抗追加無しよりは明らかに良くなっているのですが、どの程度良くなっているのかの評価がとても難しいですし、煮ツメはも困難な状況です。リード線もよじってあるだけなので、時間とともにすぐに劣化してくるんで、音の判断も狂ってきてしまいます。

 パターンカットして抵抗を追加するテストをするために、作者の方も使われている黄色基盤DACをポチりました。 6月上旬に入荷予定です。 千円程度なので、パターンカットで抵抗追加して好みの音が出なくてもダメージ少ないですからね。 ;-)
 とはいえ結局、現行の緑基盤でもパターンカットしました。 テスト状態でリード線を出しているので、そこをショートすれば抵抗値的にはもとに戻ります。(笑)

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しろたんもご機嫌? RasPiオーディオ
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5月
22 (日)

ここでRasPi Audio(ラズパイ・オーディオ)を話題にするのは初ですね。

RasPi Audio つまり シングルボードコンピュータ、「RaspberryPi 」を使ったオーディオの話題です。

3年ほど前から巷で話題に上ることが増え、「音が良い」と評判になっていたのですが、トライする時間もないし静観しておりました。

そろそろかなあ、と考えていたところに、
FacebookのRaspberry Piでオーディオしま専科グループにワタヤンさんに招待いただき、今年のゴールデンウイークは割と時間が取れそうだし、Raspberry Pi 3も発売されたところだし、注文しました。

RaspberryPi本体

 RaspberryPi 3 Model B (RS版): RaspberryPiには、いくつかのモデルと製造元がありますが、最新の「3 Model B」、英国製「RS Components」を選択。 一つ問題があって、RaspberryPi 3に正式対応するOSがまだなこと。 Vollumio、MoOde Audio ともリリース候補版が出ていてほぼ動作しますし、もう少しで正式リリースに至るはず。

DACボード

 イーディオさんの販売する、1ppm-50Mhz-TCXO搭載 ES9023 DACボード。
 RasPiオーディオのFBグループで使用者が多そうなのと、1ppmクロックに惹かれて選択。最初はこうしたドーターボードタイプが、接続配線など何も考えなくて動作するのでお勧めです。もちろん、後から分岐して配線で電源分離して動作させることも可能。
 購入はこちらから、メールで。

電源

 市販のAnker製2.4A出力x2ポートタイプをとりあえず購入。 でもこの電源では本来の高音質を発揮できていなかったことを、今日、後述の改造電源にトライして認識しました。

OS

 ラズパイ・オーディオは、皆さんLinuxベースのオーディオチューンされた専用OSをインストールして使います。
 メジャーなところで、Vollumio, MoOde Audio Player, Rune Audioなどがあります。
 私は、RasPi 3対応OSへのバージョンアップが頻繁な、MoOde Audio Player を選択しました。

インストール

 1日くらいハマリましたが、できてしまえば何てことありません。 私がインストールした時点で MoOde Audio 2.6 TR2が最新でいたので(今日現在はTR4)、ダウンロードしたiso イメージをDD for windows でmicroSDカードに焼き、セットして立ち上げます。 LAN環境に、DHCPサーバーを立ち上げておくことをお勧めします。

接続と設定

  • TWSNMPマネージャ
     RasPiにはHDMI出力があり、モニタを繋いでおけばきちんと立ち上がったかどうかわかります。 この辺の説明は割愛。
     LANケーブルを繋いでおけば、DHCPサーバーから割り振られたIPアドレスで接続されますので、TWSNMPマネジャフリー版 をインストールして、「管理ツール/自動発見」を使って、IPアドレスを調べます。
     パソコンやスマホのブラウザから、調べたRasPiのアドレスに接続すると、ブラウザコントローラに繋がります。
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    スマホでWEB画面操作
  • system
    • General
       タイムゾーンの設定など
    • Services
       ここが肝の設定です。
      I2S audio device : HiFiBerry DAC
      HiFiBerry DACはES9023ではないのですが、これを選択することでリンクします。
  • configure/Sources
     ネットワーク上においてあるWAVファイルなどの楽曲データを再生する場合、ここでNAS Sourceの設定をします。(但し最初の動作確認だけなら、USBメモリに楽曲を入れて「USB and SDCARD Sources」のほうで指定したほうが早いです)
     私は、自宅サーバーに「SMB/CIFS」を立ち上げていまして、いつものWindowsPCからもそこの楽曲を再生していますので、同じように設定しました。 接続先が見つからなかったりすると、リストに赤の「×」印が出るんでわかりやすいですね。
  • configure/MPD
     楽曲データのデコードなどを行うサーバープログラム、MPDの設定です。
    Audio output: I2S audio device
     これが選択できなかったり、できても音が出なかったりする場合、I2S audio deviceの設定を確認。
     主な設定は以上であとは参考サイトを探せば出てくるでしょう。
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RasPi3 + 1ppm TCXO クロック内蔵 ES9023 DACドーターボード

格安改造電源の投入

 RasPiオーディオのFBグループで、ミニトランスを内蔵したDAISOの200円USB-ACアダプタを改造し、安定化回路を付加した電源を使用することでノイズが改善されて音質が向上する、とのことで、表面実装の抵抗を変更する必要があってハードルは高いのですが、思い切ってやってみました。
 いつものお約束ですが、改造は自己責任で!

主な購入資材

 正直にいうと、よくわからず買っているものもあります。chip コンデンサ → 積層セラミックコンデンサ への変更がどうなのかちと心配。 まあ問題なく動いているので良いのですが性能はわかりません。

名称型式個数単価:円(税抜)
USB-ACアダプタ(ダイソー)T3621+予備200
被膜抵抗2.2kΩ-1/4W15
基盤160
レギュレータTI7805S270
電解コンデンサ470μF 16V250
積層セラミックコンデンサ1μF 25V230
積層セラミックコンデンサ0.1μF 50V230

T362の改造

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DAISO 200円USB-ACアダプタ T362 失敗を想定し、予備も含めていくつか買っておく
  • ケース開け
     まずはケースを開けないと話になりませんが、これがまた硬いのなんのって、ほぼ流血寸前でした。 皮手袋でもして作業をお勧めします。 コツといえるかどうかわかりませんが、USBポートの上側のスキマに精密マイナスドライバを突っ込んでグリッとやって左側をまず外すことから、順に手前を回って右のほうに開いてゆき、最後に残ったプラグ側は抜けないので2枚貝のように開いてからニッパで内側から切り離す、そんな感じです。
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    DAISO 200円USB-ACアダプタ T362の内部
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    (裏面)
  • USBポートの取り外し
     はんだごてと、ハンダ吸い取り線は必須です。 ハンダ吸い取り線は、ネットでも買えますし、100円ショプでもあったような気がします。
  • R7 チップ抵抗の取り外し
     作者の方は、チップ抵抗をパラで付けたようですが、50過ぎの老眼で慣れないチップ抵抗のはんだ付けはほぼ不可能なので、R7は迷わずハンダを吸い取り飛ばして、配線で上面に引いて普通に被膜抵抗を付けました。
  • R7 取り付け!
     リード線には、柔らかい銅撚り線を使わないと、硬い線では折角はんだ付けしてもすぐに振動などで取れてしまい、私はT362を3個オシャカにしました(ランドが剥がれてしまった)。4個目でようやく成功。 でも時々取れてしまってははんだのやり直しの連続。 次回はチップ抵抗にチャレンジしたくなってきました。
     なお、抵抗値を2.2kΩに変更することで、T362の出力電圧は6.9Vになりました。 少し低いですが、5Vを安定的に出すにはとりあえず必要十分、でしょうか?
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    R7を飛ばした後に、リードをはんだ付けしたところ。R8と接触してるように見えます? 気のせいですよきっと。
    t_0532e583fd12827568c8f03db1bd67425a.jpg
    柔らかい銅撚り線で上面に引き出し、2.2kΩの抵抗を接続

(追記)
 その後、チップ抵抗のはんだ付けにトライ、新しいT362のR7を交換しました。 新たに購入したルーペを使って、はんだごて温度設定300°でやってみたところ、無事に付いたところです。ルーペ無しでは、8回やって成功はたった1回でした。 道具は重要です。

TipResistor.jpg

安定化回路の作成

 参考回路図を見て、作ります。 以上。 :hammer:

t_062f47b6a5a0c3481313ca3c666c68ac71.jpg
R7が2.2kΩで、TI7805SレギュレータのVinは6.9V
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出力電圧Voutは5.0V

音出し

 まずは電源改善前の音の印象。 実は当初、アンプへの接続RCAピンケーブルを、「audio-technica GOLD LINK」という少し安いやつで聞いていたのですが、まずこれが良くなかった。「audio-technica ART LINK 」に変えたところ多少良くなったみたい。 でもメインのPC~X-DDC~DC-61の音とは比べるまでもなく、霧がかかったような、フォーカスのぼやけた音でした。

 そして今日の作業で作った格安改造電源に変更しました。

 音出し当初からもうびっくり、こんなに音が変わるもの? 同じRasPi,同じDACなのに。 フォーカスもDC-61に肉薄、細やかさでは上回る印象。 ベールが2枚ほど取れた印象で、この状態でも中級CDプレーヤーなら軽くカモれーるかも。
 その後、2回路とも完成してRasPi3も2回路目分岐回路から供給。 総容量1AのUSB-ACアダプタですが、ちゃんと動きますね。(CDフォーマットのFLACでリサンプル無し再生の場合で確認する限り)そして益々、音が良くなりました。少なくとも、中高域の細やかな表現では、X-DDC+DC-61を軽く超えてしまっています。

 作者の皆さま、FaceBookのRaspberry Piでオーディオしま専科グループの皆さまに感謝申し上げます。 m(._.)m

 今度、DACの出力段のコンデンサの変更にもトライしてみます。高級機を超えるか!? ワクワク・・

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