Собираем CarPC своими руками

С чего стоит начать….

Посмотрите проекты на форуме, поищите поиском по форуму и интернету проекты, где такая же как у вас машина. Почитайте, что пишут о них авторы – это поможет решить простые проблемы, такие как размещение монитора/хабов/разъемов и поможет избежать некоторых ошибок. Не всегда удобное в теории решение оказывается удобным на практике – кажется, вот самое удобное место для размещения кнопочек, сделал, а потом выяснилось, что подлезать то туда не так удобно.

Так же там можно найти решение чисто технических проблем – например, как протащить кабель от аккумулятора в багажник, где проще снять ACC. Можно узнать, как устроена панель или консоль, не снимая её – авторы, описывая свои проекты, обычно рассказывают почему не удалось воткнуть монитор/Клаву в то или иное место.
После изучения аналогичных проектов, приступайте к проектированию на местности – сел в машину, осмотрелся, приметил где удобнее всего видно Моник, куда можно спрятать клавиатуру. Посидел прочувствовал, попробовал пощелкать по воображаемой Клаве, посмотреть, потыкать в монитор. На этом этапе уже может быть куплена клавиатура, сдром, хаб и прочие мелочи, может даже Моник. Тогда их можно приложить на предполагаемое место и попросить кого-то подержать, чтобы попривычнее сесть и оглядеться.
На этом этапе нужно осмотреть все места предполагаемой установки самого компа. Их не так много, обычно это пространство под одним из передних сидений, бардачек или багажник. Нужно прикинуть объем свободного пространства, просмотреть откуда проще заводить провода, есть ли там воздух для вентиляции корпуса, нет ли в том месте лишнего нагрева и есть ли к чему прицепить корпус, чтобы он не болтался. Нужно учесть, что питающие провода толстые и должны идти как можно дальше от сигнальных, а сигнальные ещё толще, да ещё и с кончиками, которые не во всякую дырку пролезут и гнуть их нельзя под прямым углом (треснут, ухудшится сигнал)- только плавные изгибы.
Здесь лучше взять пару листов бумаги, сделать наброски что куда, нанести основные размеры, такие как размер «окна» под монитор или длину кабельных каналов, чтобы после, внося на ходу поправки или покупая материалы, не бегать в гараж с рулеткой снова и снова.
Если видите, что проект по каким-то причинам может затянуться и придется его разделять на этапы – что-то сейчас, что-то потом, когда деньги появятся или время будет - старайтесь составлять план работ так, чтобы каждый этап был как можно короче и приводил в итоге к какому-то четкому логическому завершению.
Например, сначала монитор с красивой рамочкой, потом комп и вся проводка, потом разом вся акустика и тд. Тогда в промежутках не будет висеть соплей и временных заглушек, ведь «нет ничего более постоянного чем временное», да и обстоятельства не всегда от нас зависят. Да и этапы можно так построить, что функционал будет просто постепенно нарастать – например, Моник можно подключить к портативному плееру в бардачке или к двд и пока ждешь очередных свободных выходных, смотреть киношки с него. Потом добавить комп, а звук с него выводить через ту же магнитолу, потом поставить усилок. Никто тогда не заметит всего бардака связанного с работами в ограниченном «пространстве».
Если в планах есть объединение каких-то систем машины с компом, их стоит оставить на самый последний этап – комп перед этим должен быть собран, настроен и обкатан. Иначе мелкие сбои в железе или софте могут повлечь за собой большие неприятности.
Закончив с эскизами, можно приступать к подбору железа.
Железо

Самая распространенная, на мой взгляд, ошибка в начале «проектировки» это неправильный подход к расчету потребностей будущего пользователя компа. Очень часто приходится объяснять, что привычные для многих ориентиры тут не работают – обычная гонка за технологиями, производительностью и брэндами не всегда расширяет возможности компа в машине, а часто, даже ограничивает. Почитайте как развивались проекты новичков на форуме – сначала идет длинное описание всех навороченных железок с фотографиями каждой детальки, включая шлейфы и монстроподобные куллеры… а позже в журнале начинают появляться записи «сменил мать в пользу меньших габаритов», «заменил видео для уменьшения потребления», «выкинул куллер, теперь комп вмещается под сиденье» и тд.
Забегая чуть вперед, приведу ещё один аргумент – полную свою мощь каждая деталь компа выдает при максимальном своём потреблении энергии (детали опустим). После сборки и проверки часто оказывается, что комп потребляет редко больше 60% от расчетного тока. Выходит 40% мощности просто простаивает, а учитывая, что потребление железа при полном простое это половина от указанного потребления, то реальная нагрузка на железо ещё меньше.

Давайте разберемся, что же реально нужно и на что обращать внимание.

Осно вные задачи CarPC это мультимедиа и навигация. С видео легко справится любой комп от 750 мгц с любой современной интегрированной видеокартой картой. Навигация – тут по потребностям выбранного софта, но обычно он весь заточен под портативные устройства и его потребности не очень велики. Офис и Интернет пойдут на любой машинке. Если для управления используется «front end» софт (меняет интерфейс винды на удобный для управления через тачскрин), то это ещё чуток нагрузит систему. У таких программ обычно рекомендованное железо 1Ггц и 512 памяти. Минимальное в 2 раза меньше. Это мощность, на которой софт гарантирует нормальное проигрывание видео и навигации своими средствами.

Выходит, что для обычного CarPC подойдет практически любой конфиг из продающихся сейчас в магазинах.
Запас мощности может понадобится для видеозахвата (запись с внешних камер в реальном времени) или каких-то нестандартных задач. Если этого в планах нет, нет и смысла брать железо с большим запасом.
В этом месте обычно начинается жаркий спор на тему «много не мало», сторонники мощных конфигов пытаются доказать, что лишний запас не повредит и даже уверяют, что будут играть на 7” Монике в шутеры и гонять 3Дмарк вместо скринсейвера.
Я не буду спорить, каждый решает сам, но у CarPC есть очень важное отличие от обычного компа и оно, по моему мнению, тут является решающим – это питание.
Лишняя мощность = лишнее потребление = лишняя нагрузка на аккумулятор = лишний разряд = меньшее время эксплуатации. В начале эта цепочка кажется незначительной, лишней и так известной теорией, но стоит разок оказаться с пустым аккумулятором в поле, начинаешь смотреть на запасы в конфиге иначе.

От себя дам лишь одну рекомендацию – ставьте больше оперативки. Её точно много не бывает, особенно учитывая прожорливость современной винды. Чем больше оперативной памяти, тем меньше используется жесткий диск и соответственно уменьшается риск его повреждения. Ну и общая скорость работы системы тоже зависит от памяти.
Ещё один часто возникающий вопрос - «а подойдет ли этот конфиг: и тут длинное перечисление». Ответ всегда один – если по расчетам выходит, что потребляемая мощность укладывается в максимум блока питания (160/200 ватт) то подойдет. Остальное на ваш вкус.
Всё описанное выше касалось производительности компа.

Теперь о форм-факторе и чуток о железках.

Можно ли использовать в построении автокомпа простое железо? Да, можно. Мой, например, собран на основе ненужного домашнего компа. На форуме есть не мало проектов на основе обычного железа – оно хорошо живет в машине и по выживаемости не отличается от миниатюрных аналогов. Разница лишь в габаритах и потреблении… ну и стоимость.
Если смотреть более детально, необычна в других форм-факторах лишь материнская плата:
В домашних компах принят стандарт ATX с материнской платой размером 30,5х24,4 см и полным набором PCI/AGP слотов.
В CarPC больше распространен формат Mini-ITX основное отличие которого (для нас)- размер материнской платы 17х17 см. И, конечно же, уменьшенное из-за размеров платы кол-во слотов расширения – всего 1 PCI Express. При этом, крепежные отверстия и питание остались совместимы с АТХ. Но в отличии от АТХ существенно снижено потребление. Материнские платы этого форм-фактора могуть быть как с обычным слотом под процессор, так и с впаянным процессором и пассивным охлаждением.
Существует ещё множество менее распространенных форматов, незначительно отличающиеся от описанных выше.
Естественно, под разные форматы плат используются разные корпуса – АТХ просторные, а Mini-ITX компактные с плотно расположенными внутри компонентами.

Что это всё дает нам на практике…
АТХ – большие размеры, нескромное потребление, но большая гибкость системы за счет полного набора слотов расширения, возможность собрать комп без серьёзных затрат на железо (пойдет старый домашний или запчасти оставшиеся после апгрейда)
Mini-ITX – меньший размер корпуса упрощает монтаж компа в машину, но многие устройства в таком компе приходится вешать на USB, например WiFi или FM-тюнер. Всего один слот для оперативной памяти. Производительность таких компов незначительно, но всё же ниже чем у АТХ.
Повторюсь – это моё личное мнение, я наверняка упустил какие-то плюсики и минусы обоих форматов, но не думаю, что они сильно повлияют на общую картину.

Есть ещё такой «форм-фактор» как Ноутбук.
Можно использовать обычный ноутбук - нормальный или с битым экраном, не важно. Но возможностей для расширения почти нет, антенна WiFi ловит плохова-то из под сиденья водительского или из багажника багажника. Питание без мозгов…
Вообщем не буду рассматривать этот вариант, он слишком прост и не удобен.

Жесткий диск (он же хард, он же HDD)

Это самая скучная тема. Почти все новички первым делом задают 2 вопроса: «выживет ли в машине» и «как подключить ноутбучный». Ответы, уставших от повторов, гуру упростились до коротких «да» и «переходник» соответственно.
Жесткий диск выживет, ещё лучше будет жить маленький ноутбучный (2,5дюйма шириной) – он рассчитан на портативные устройства и у него намного меньше энергопотребление.
Я считаю, что жесткий диск от ноутбука это лучший вариант для CarPC.
Ноутбучные IDE харды отличаются от обычных разъемами. Но легко подключаются к обычному компу через IDE переходник. Переходники бывают разные – в виде платы, в виде шлейфа с разными разъемами на концах или комбинированные варианты. Разницы нет. Цена переходника у китайцев (на ebay.com) около 1 доллара, с доставкой выйдет меньше 10. На местных радиорынках или в магазинах они стоят обычно примерно столько же.
Жесткие диски с SATA шиной в переходнике не нуждаются.
Про всякие безумные варианты с массивами compact-flash карточек вместо харда или про загрузку с USB драва даже писать не буду – это бред и фантазия неопытных паникеров.
Технологии в этом направлении ещё не продвинулись достаточно, чтобы заменить харды.

Питание (разъемы 20/24)

Блок питания (БП) в автомобильном компе вещь не простая. Некоторые считают, что БП и есть сердце автокомпа, а не материнка с процем или другие привычные компоненты. И это мнение вполне обосновано. Дело в том, что БП не просто дает питание на плату и компоненты, он решает ещё множество специфических проблем и упрощает работу с компом.
Напряжение в бортовой сети автомобиля не ровно 12 вольт, оно может меняться в достаточно широком пределе – примерно 6-15 вольт. В некоторых автомобилях бортовая сеть вообще 24 вольта.
Большинство автомобильных БП учитывают эту особенность и способны сохранять работоспособность компа при изменении напряжения в этих пределах. Комп, оборудованный таким блоком, защищен от провалов питания при работе стартера (когда машина заводится) и прочих нестабильностей борт сети.
Вторая особенность специальных БП – мозги или интеллект. Мозг блока питания выполняет 2 важные функции – контроль состояния АКБ и правильное автоматическое включение/выключение компа.
Контроль состояния аккумулятора – если напряжение в борт сети падает ниже заданного уровня (~11 вольт) БП автоматически посылает компу команду на выключение, а затем обесточивает его полностью, чтобы аккумулятор не разрядился до конца и осталась энергия для запуска двигателя.

Автоматическое включение – если просто... классический правильно собранный CarPC с интеллектуальным блоком питания похож на магнитолу. Вставляем ключ в замок зажигания – заработал, вынимаем – отключился. Для этого к БП подводится ACC сигнал с ключа или магнитолы, по нему блок определяет как себя вести, а с БП на разъем кнопки «power» идет другой провод, который позволяет блоку «нажимать» кнопку включения компа. Поведением системы, при нажатии этой кнопки, управляет уже ОС. У меня винда уходит в хибернейт по этой кнопке.
Обычно, при отключении ACC блок выжидает несколько секунд и нажимает кнопку выключения, винда при этом уходит в слип или в хибернейт или выключается совсем. Затем, выждав ещё некоторое время от ~30 секунд до нескольких часов БП полностью обесточивает систему. Первая и вторая задержка обычно могут меняться при настройке блока (джамперами). Пауза между нажатием кнопки и обесточиванием системы дается компу для того, чтобы ОС корректно завершила работу. Это позволяет пользователю просто выйти из машины, выдернув ключ, и не заботится о корректном выключении винды.
Моделей БП на данный момент не мало, самые известные из них, наверное,M2-ITX M2-ATX Полный список и характеристики можно найти в нашем магазине.

Как же выбрать блок питания….

Очень просто – по мощности из доступного. И чтобы с мозгами был.
Мощность рассчитывается как сумма потребления всех компонентов компа, включая всё, что подключено к блоку питания. Поэтому БП лучше подбирать в конце проектировки, когда все компоненты уже известны. Мощности отдельных компонентов и калькулятор для подсчета есть в FAQ, не буду на этом останавливаться.
Напомню лишь одно – все мощности в таблицах и калькуляторах указаны по максимуму. Это значит, что реальное потребление компонентов будет на 10-50% ниже чем в таблице и потому, если калькулятор говорит, что ваша система потребляет 165 ватт, можете смело ставить блок на 160, перегруза не будет, останется ещё запас по мощности.
Максимум, на что мне удалось раскачать мою систему, это 114 ватт вместе с монитором, а калькулятор показывал 140 без него.
Если есть возможность, блок лучше брать с запасом по мощности, чтобы не менять его потом, если вдруг придется переподключить на него что-то из переферии, например монитор, или придется воткнуть дополнительное железо (карту захвата, тюнер, …)
Об инверторах….
Существует мнение, что БП компа это пустая трата денег, что его легко заменяет обычный инвертор 12->220V. Сторонники этого способа приводят обычно 2 неуверенных аргумента в защиту – «это дешевле» и «220 в машине никогда не помешает».
По поводу первого… вспоминайте что я писал выше в разделе «Самый главный совет». Экономия в пару сотен на БП лишит вас такого кайфа как автоматическое включение системы, позволит ощутить вам все прелести нестабильности борт сети в виде перезагрузок при прокрутке стартера. Кончится тем, что вы всё равно купите БП или откажетесь от CarPC – проверено на опыте десятков любителей ходить по граблям.
А 220 в машине вопрос спорный – да это удобно – и паяльник запитать и мобилку зарядить в походе любую не покупая отдельный зарядник… Но вот удобно ли это, когда без присмотра в багажнике высокое напряжение.
А про огромные потери на пустом преобразовании туда-сюда и толстенную проводку даже говорить ничего не буду.
Корпус

Корпус под комп можно просто купить под нужный форм фактор. При покупке нужно убедиться, что все выбранные компоненты туда встанут и что его вентиляционные отверстия не будут перекрыты ничем на месте установки. Иначе придется изобретать вентиляцию, что в Mini-ITX формате весьма затруднительно из-за плотной компоновки. Ну и конечно же габариты внешние нужно учитывать.
При самостоятельном изготовлении компа следует учесть – вентиляцию, устойчивость всех компонентов и крепежа к вибрациям, расположение портов и разъемов, расположение кабельных каналов в машине. Это в первую очередь. Ещё я советую собирать корпус из металла – это будет дополнительной защитой от влаги (конденсат оседает на металле корпуса, а не на плате), от помех и это будет дополнительная земля для электрических цепей. Ну и прочность.

Так же для изготовления используют фанеру, оргстекло, вспененный ПВХ и прочие материалы. ПВХ – самый простой, кроится ножом для картона, клеится суперклеем.
Фанера – самый неустойчивый к вибрациям, но хорошо собранные фанерные корпуса живут достаточно долго.
Подвес HDD – сколько людей столько мнений. Кто-то настаивает на резинках для гашения ударов, кто-то наоборот советует крепить жестче к кузову автомобиля, чтобы кузов брал на себя «волнения» … не силен в физике, ничего тут сказать не могу, но и у тех и у других, и у тех, кому на физику плевать, харды живут нормально.
Видео
В большинстве случаев используется встроенное в плату видео этого достаточно, особенно в Mini-ITX формате. Главное, на что нужно обратить внимание – сможет ли видеокарта давать сигнал в нужном вашему монитору разрешении. Не все чипы умеют работать с мониторами 16:9.
Подробнее об этом можно почитать в соответствующем разделе форума и в инструкциях к мониторам/видеокартам.
Монитор

Монитор обычно подбирается под машину из того что есть.
Различаются они в основном по соотношению сторон (4:3 или 16:9 он же wide) и наличию функции тачскрин. Всё остальное – дополнительные входы/выходы, пультик, дизайн не существенно, либо подбирается по потребностям.
На что реально стоит обратить внимание – угол просмотра, поведение при различном свете (засветка в машине сильная), наличие VGA входа и функции тачскрина.
Категорически не советую покупать обычные телевизоры с видеовходом – они дешевле в разы, но не приспособлены под работу с компом. Эта экономия выльется потом в огромные неудобства и переделки. Покупать нужно именно монитор с VGA входом.
В третий раз акцентирую внимание на тачскрине – это функция монитора, позволяющая управлять компом, нажимая на экран пальцем. Существует мнение, что это не такая важная вещь, что это лишняя трата денег, что мышка, клавиатура и прочие устройства ввода полностью заменяют тачскрин. Ничего подобного. Ниже я подробно опишу, в чем различие.
Аудио

Звук в CarPC отдельная огромная тема . В зависимости от вариантов сборки и использования, комп может быть как основным источником звука, так и дополнительным. Сигнал может заводится с компа на головное устройство, а может и наоборот сниматься с магнитолы и идти в комп, а от туда на усилитель. Но чаще всего комп используется для проигрывания музыки и полностью замещает магнитолу. Для этого к компьютеру подключается обычный автомобильный усилитель, а дальше всё как обычно.
Звуковая карта, программы и драйвера как и на домашнем компе каждый подбирает сам под свои уши и запросы.
Можно ли получить от компа качественный звук… Да можно, с хорошей звуковой картой, правильными файлами и грамотной проводкой звук по качеству не уступает, а учитывая более гибкую обработку на уровне источника, может и превосходит магнитолы. Это к спецам с правильными ушами.

Главное, что нужно знать – комп нельзя подключить напрямую к колонкам . Обязательно нужен либо усилитель, либо магнитола с линейным входом, которая выполнит функцию усилителя. Иногда, в магнитолу без линейного входа, удается добавить линейный вход, подпаяв несколько проводов и рэле, но нужны определенные навыки.

CDROM/DVDROM
Чаще всего используют внешний cdrom с USB подключением. Такими образом можно отнести привод на несколько метров от компа, например в консоль вместо магнитолы.
Если корпус доступен или как в моём проекте «доступен частично», можно использовать обычный cdrom. Но обычный cdrom в отличии от ноутбучного хуже приспособлен к встряскам. Он живет, но при сильной тряске, бывало, царапал диски.

GPS приёмник

Любой с USB подключением. Лучше на чипе Sirf star 3. Если приёмник планируется крепить снаружи автомобиля, нужно выбрать модель, предназначенную для использования снаружи.

WiFi карточка и антенна

Выбирать нужно такую карточку, у которой есть возможность подключить внешнюю антенну. Если карточка заперта в багажнике, она мало что увидит. Антенну можно поместить под стекло. Экономить на антенне не советую, моя экономия стоила мне потери половины мощности.
Устройства ввода
Устройства ввода в CarPC бывают разными. Тут я призадумался…
Ладно, начнем с простого – клавиатура и мышь как в любом компе. В основном, стараются использовать маленькие компактные клавиатуры, чтобы легко прятать в бардачок. С мышками тоже самое. (На первой странице моего проекта можно найти фотку моей клавиатуры, размером в 2,5 раза меньше обычной). Но находятся и любители усесться как дома – покупают здоровенные доски с кучей мультимедиа-клавиш. Кому что удобнее.

Тачскрин (Touch Screen) – функция монитора, позволяющая управлять компьютером, нажимая пальцем на экран. Это основное и практически незаменимое устройство ввода в CarPC. Можете кидать в меня камнями, снова заводить безумные многостраничные споры, но это так – тачскрин самый удобный интерфейс в машине.
Постараюсь объяснить, хотя тут надо пробовать и самому делать выводы…
Программа-оболочка рисует на экране несколько красивых больших кнопок, ткнул пальцем в одну из них, экран сменился на другой, где уже другие кнопки и тоже в виде красивых больших иконок. В зависимости от выбранного нажатием режима, программа будет показывать либо карту, либо плеер, либо клавиатуру телефона и книжку контактов.
И в каждом режиме свои иконки удобные для попадания пальцем – в плеере как на простой магнитоле кнопочки вперед-назад-плей-стоп и тп. Чуток адаптации и жмешь на них не глядя уже как на магнитолу. В режиме телефона, легко набираешь номер нажимая на экран как на большую цифровую клавиатуру. В режиме карты так вообще красота – ткнул пальцем в экран и таскаешь карту влево-вправо да вверх-вниз, чтобы осмотреться, отпустил палец она снова на центр встала. Красота.
Скептики возражают – можно и мышкой так же тыкнуть в любой из пунктов.
Да, можно – но мышку катающуюся где-то по консоли, нужно ещё отловить, найти где курсор, нацелить, кликнуть… а там снова целишься. Сколько это отнимает внимания и времени? А мышку ведь ещё нужно подключить.
Плеер управляется мультимедиа кнопками на клавиатуре, которые часто выводят отдельно на руль или в панель. Да, но плейлист ими не сменишь, а на экране это 3 клика пальцем.

Вобщем, разница думаю понятна. Когда сломался мой тачскрин(точнее я его сломал по глупости), я к нему ещё не успел привыкнуть, он даже не откалиброван был… я ощутил насколько убого работать мышкой в машине на ходу – это ад. Экономия в несколько сотен тут не оправдана никак.
Можно использовать для управления ИК пульт от телевизора или пульт на руль от магнитолы, если он ИК. С помощью софта winLirc или аналогов кнопкам пульта назначаются практически любые функции доступные Клаве и мышке.
Умельцы даже подключают стандартные кнопки на руле, различные энкодеры, поворотые ручки и джойстики, но для этого уже нужные кое-какие знания и паяльник.