1. Загальний аналіз і план.
2. Технічні дані:
3. відеокарта
4. корпус
5. Блок живлення M4-ATX
6. Підсилювач Crunch GTO 4120
7. Дисплей і сенсорний екран:
8. Монітор 10,1 дюйма
9. плата контролера
10. Сенсорний екран
11. охолодження:
12. Вентилятор 80 мм
13. Пасивна система охолодження
14. Центральна консоль:
15. рамка
16. Кришка висувного скриньки
17. CAN-Bus
18. -Включення через ключ запалювання:
19. Друкована плата для CAN-Bus
20. Програмування CAN Bus
21. Сигнал запалювання по CAN Bus
22. Відновлення роботи кінематики
23. Регулювання звуку кнопками на кермі
24. підсумок:
25. Наступні кнопки / функції потрібні:
26. USB-hub

Уявляю свій CarPC проект для Mercedes Benz E Class W211 2003 року випуску, здійснений в 2014 році.

Аналізуючи всі за і проти даного проекту, я все-таки вирішив прибрати штатну магнітолу Audio 20, яка не видає навіть якісного звуку, і вмонтувати в цю нішу карп'ютер. Мені подумалося, що CarPC, як і будь-який PC, має набагато більше переваг і можливостей, ніж просто магнітола або навігатор.

Для початку я прикинув, що там може поміститися 10,1-дюймовий дисплей, що виключило навігатор з екраном 7 або 8 дюймів. Друге - обмеженість програмного забезпечення приладу навігації. Програма через кілька років застаріває і її обслуговування не завжди добре працює. А в комп'ютері можна встановити навігацію на свій смак по дизайну, функціональності і картам.

Також хорошим доповненням є відтворення фотографій, відео, музики різного формату та використання взагалі будь-яких програм і операційних систем.

Втілюючи цю ідею, в результаті хотілося б домогтися більш кращої якості звуку рівня HiFi, щоб весь автомобільний комп'ютер і підсилювач помістилися в відсіку з-під Audio 20 без додаткових кабелів і блоків управління і щоб весь цей тюнінг виглядав професійно.

Забігаючи вперед, скажу, що тільки через 3 місяці після початку збирання у мене з'явилася перша можливість перевірити в дії мою городушку - це процесор, материнська плата, блок живлення і підсилювач, встановлені в корпусі, спеціально зробленому за розмірами автомобільної шахти з-під магнітоли, для чого в цих складових довелося випоювати і перепоювати штекери й проведення, змінювати місцезнаходження деяких елементів або взагалі додавати інші. Важливий момент - все це я тестував будинку на столі, а не в машині.

За весь цей час я енну кількість разів зібрав і розібрав назад конструкцію корпусу разом з монітором і всім вмістом на предмет підгонки його габаритів до розмірів шахти, а також максимум оптимального розміщення складових CarPC.

У будь-якому випадку потрібно було знайти спосіб підключення мого дітища до CAN Bus автомобіля.

Фотомонтаж, на знімку поверх магнітоли видно контури монітора в рамці.

Загальний аналіз і план.

Спочатку загальний стан приладів, на зміну яким прийде комп'ютер.

Я їжджу на універсалі, моделі до рестайлінгу. Це модель, в якій блок управління Audio Gateway (AGW) інтегрований з Audio20, а не встановлений окремо в багажнику. Таким чином, проводка йде з динаміків до головного пристрою на центральній консолі. Також в зарядному ISO (Quadlock) є CAN Bus і кілька інших проводів. Поруч зі штекером CAN-B було незайняте гніздо. Відповідний штекер Most Quadlock ISO і контакти я придбав у [email protected] . Тепер я можу використовувати 24 контакту в цих обох штекерах для підключення, наприклад, роз'єми rs232, CAN-Bus і кнопки включення.

У Audio20 вбудовано також управління моторизованої кришки внутрішнього шухлядки під аудіосистемою.

Шахта трохи вище, ніж 2 DIN. Кріплення автомобільного радіо специфічно, а також фасад радіо зроблений за формою центральної консолі, його вертикальні і горизонтальні лінії ребер зігнуті.

Дерев'яна планка над магнітолою легко демонтується, цим вгорі виграється для CarPC трохи місця.

Під авторадио за панеллю з кнопками є шухлядка. Кришка після натискання кнопки видвігатся вперед, піднімаючись вгору. Там знаходиться сменнікі для шести CD-дисків, в якому вже немає потреби і від нього можна позбутися.

Шина MOST, як і модуль в підлокітнику з власником під трубку мобільного телефону для гучного зв'язку мені теж не потрібні, і я їх демонтую. На материнській платі є bluetooth.

Хотілося б робити в машині як можна менше змін, принаймні тих, що знаходяться в полі зору. Простір, що звільнився на центральній консолі має бути полносьтью використано, тому дисплей повинен бути обраний з максимальними розмірами. Сюди якраз вписується 10,1-дюймовий екран. Таким чином, фасад виходить десь на 14 мм нижче в порівнянні з Audio 20. Я б ще використовував відсік під аудіосистемою, адже фасад все одно вже зміниться, але цим зміни і обмежаться. Верхня дерев'яна планка і попільничка залишаються незмінними.

Споживана потужність всієї системи повинна бути низькою. Кожен компонент повинен ефективно працювати. ККД аудіопідсилювача 84,3%. Чим вище ефективність, тим менше тепла виділяється в процесі роботи.

Технічні дані:

Час завантаження:

• час реакції блоку живлення 3 секунди
• завантаження операційної системи 14 секунд
• в наступні 6 секунд починає грати музика
• повне завантаження 23 секунди

Споживана потужність при 13В:

• дисплей 0,6A
• Все разом 3,3A при звичайному використанні, 6,5A під навантаженням, 8,5A короткочасно

Розміри і вага:

фасад

• Ширина: 263 мм (як у оригінальній магнітоли)
• Глибина: 25 мм (як у оригінальній магнітоли)
• Висота: 146 мм (знизу виступає за оригінальні розміри прибл. На 14 мм)

Внутрішня частина

• Ширина: 179 мм
• Глибина: 165 мм
• Висота: 120 мм

Вага нетто без аксесуарів: 3,1 кг

• + 3,1 кг, Car-PC
• + 0,9 кг, панель з кнопками, ящичок
• - 2,5 кг, Audio20
• - 2,45 кг, CD Changer A211 827 55 42, панель з кнопками, ящичок
• - 0,43 кг, Telefon A211 820 14 51
• - 0,33 кг, блок управління A211 870 24 26 05
• - 0,25 кг, блок управління A211 820 31 85

Джерела і ціни на 2014 рік:

Ebay:

• 65 Euro, MINI ITX Gigabyte GA-H77N-WIFI
• 155 Euro, CPU Intel Core i7-3770 K
• 44 Euro, DDR3 CMV8Gx3M1A1333C9
• 12,99 Euro, Zerotherm ATOM 30H Multi CPU Kühler
• 123 Euro, SSD HDD 256 GB
• 53 Euro, SSD HDD 128 GB
• 37 Euro, Display LP101WH1 10,1 Zoll
• 26 Euro, Controller Board NT68676.2A
• 15 Euro, Programmer
• 75 Euro, Touchscreen
• 131 Euro, Verstärker Crunch GTO 4120
• 65 Euro, Netzteil M4-ATX
• 18 Euro, 2560 R3 ATMEGA Board
• 34 + 12,5 Euro, USB-GPS
• 2 Euro, Serial ATA Kabel
• 29 Euro, Ablagefach w211
• 10 Euro, Ätzmmittel
• 90 + 22 Euro, Fehlkauf

Conrad Elektronik:

• 5 Euro, Wärmeleitpaste
• 5 Euro, Schrumpfschlauch
• 9 Euro, Kabel
• 2,53 Euro, Schiebeschalter 4 x Ein / Ein
• 6 Euro, HDMI Stecker 2x 2,99
• 2,23 Euro, MCP2515 18PIN
• 1,27 Euro, MCP2551
• 2 Euro, C 22pF, 100nF
• 1 Euro, R 10k, 120

Будівельні матеріали:

Будинки завалялося:

• 5 Euro, USB 2.0 Hub 4-port
• 5 Euro, diverse Kabel, Stecker und Klemen
• 5 Euro, defektes PC Netzteil
• 5 Euro, ISO Buchse (Quadlock)
• 10 Euro, Aluminiumblech / Winkel для корпуса
• 5 Euro, 80 mm Lüfter
• 5 Euro, diverse Schrauben
• 1 Euro, Rundmaterial Messing / Stahl
• 2 Euro, Lötzinn
• 1 Euro, RS-232 Buchse / Stecker

В сумі близько 1000,00 Euro

Материнська плата MINI ITX Gigabyte GA-H77N-WIFI

Материнську плату я не змінив. Вибір припав на цей тип через положення 24-контактного штекера і пам'яті.

На материнській платі встановлений процесор Intel Core i5-2500 K (6M CACHE, 3,30 ГГц) з потужністю (TDP) 95 Вт.

Через структурних умов плата повинна бути встановлена ​​догори дригом. У підсумку радіатор висить. Мала вага дає невелике навантаження на кріплення. Вібрації є в машині важливим аспектом. Всі гвинти повинні витримувати тривалі навантаження.

відеокарта

Я використовую інтегровану в процесор відеокарту, але коли я встановлюю драйвери, штекер HDMI на материнській платі перестає працювати. Перевірка з іншого материнською платою підтвердила цей симптом. Із зовнішнього графічною картою і встановленими драйверами через HDMI-кабель дисплей працює. Після контакту з клієнтської службою Intel припустити, що відеокарта Intel HD Graphics 3000 має дефект. Тоді я купив процесор Intel Core i7-3770 K з Intel HD Graphics 4000. Тепер виходи HDMI на GA-H77N-WIFI функціонують. Але зате тепер на інший материнської плати не працюють. При спробі встановити драйвери операційна система зависає. Цікаво, що HDMI на зовнішній відеокарті в поєднанні з Intel Core i7-3770K теж не функціонують. На тій трохи застарілої материнської плати биос я оновив, таким чином, новий процесор повинен підтримуватися. Дисплей я підключив через HDMI. Для цього я сам виготовив кабель. Крім того, роз'єм HDMI відносно невеликий і як раз вміщається в ПК.

Оперативна пам'ять знаходиться поруч з підсилювачем звуку. На материнській платі є два слота для модулів пам'яті. У мене поки встановлений тільки один Corsair CMV8GX3M1A1333C9 з 8 ГБ.

Я встановив два жорсткі диски. Зарезервовано також місце для третього. Постачання електрикою жорстких дисків я здійснив за допомогою перемикача (4xВкл / увімкнення). Так я можу зробити активним тільки один жорсткий диск. Так як цей автомобільний комп'ютер прототип, я можу встановити дві операційні системи і протестувати їх паралельно без необхідності розбирати весь комп'ютер.

корпус

Блок живлення M4-ATX

Блок живлення мені довелося перепоювати, 24-контактний штекер на ньому я зробив не як у серійного. Оскільки цей крок був досить складним, я б запропонував виробникові наступну ідею - так як все збирають свій AutoPC по-своєму, то платину краще постачати без штекера, щоб кожен міг спаяти пучок проводів потрібної довжини. До того ж можна було б зробити платину меншого розміру. Ще не завадили б інші додаткові отвори для пайки, як GND, 3,3 В, 5 В і 12 В. Наприклад, в моєму випадку можна було б надійно припаяти харчування жорсткого диска і харчування плати контролера дисплея.

Підсилювач клацав, я повинен був знайти, як це усунути. В блок живлення вбудована антіхлопающая функція. Підсилювач включений. У підсилювача Crunch в будь-якому випадку є автоматична перемикає функція. Якщо сигнал приходить на високочастотні входи, то підсилювач автоматично включається. При цьому віддалений Remote-контакт не працює. Так як підсилювач підключений через Cinch, то він зовсім не мав включатися. Тому я спробував замінити кабель до додаткової плати. Провід з меншим перетином приніс бажаний результат. Тепер параметр запізнілого включення на блоці живлення я задав 16 секунд. Тому підсилювач включається пізніше, ніж в операційній системі завантажуються звукові драйвери.

Підсилювач Crunch GTO 4120

Оскільки я хотів використовувати не зовнішній підсилювач, а такий, щоб його можна було інтегрувати в головний пристрій, то я шукав міні підсилювач. Crunch GTO 4120, здається, був хороший вибір. Крім того, за технічними характеристиками цей прилад відноситься до класу HiFi.

Основну плату я змонтував на алюмінієвій пластині позаду екрану, тобто, дисплей закріплений з одного боку алюмінієвої пластини, а підсилювач з іншого.

Електропостачання, запобіжник, LED індикатори та підключення колонок я перепаяти і допрацював. Конденсатори я також повинен був перемонтувати так, щоб для модулів оперативної пам'яті було достатньо місця. Провід для маленької плати я замінив на більш довгі. Конденсатори і ця плата змонтовані на алюмінієвому куточку. Два гнізда RCA я випаяв, так як не потрібні, після чого стало більше місця в корпусі.

Інше важливе питання - уникнути гулу, який погіршує якість звуку. Проблема може бути через контакт із землею, що виникає від малих диференціальних напружень на масі транспортного засобу. Перешкодами можуть бути різні комплектуючі в автомобілі або в самому Car-PC, крім того неправильне підключення або недостатачное ізолювання. Карп'ютер повинен мати тільки одне підключення до маси автомобіля. Корпус комп'ютера не повинен стосуватися кузова автомлобіля, хоч основна плата підсилювача і монтується на гумові прокладки і втулки. Важливо відзначити, що електрокабелі повинні бути прокладені окремо від аудіокабелів, перетин хрест-навхрест допускається, так перешкоди не з'являються при передачі звуку. Відсік, де Carputer монтується, виконаний з пластика, це зводить до мінімуму можливі джерела шумів. Оскільки материнська плата і інтегрована звукова карта встановлені в одному корпусі з підсилювачем звуку, сполучні кабелі відносно короткі. Кабелі для впевненості я оснастив феритовими кільцями.

Перші випробування пройшли успішно. Все функціонує на робочому столі і поки без шумів.

Дисплей і сенсорний екран:

Монітор 10,1 дюйма

Дістати робочий дисплей виявилося дуже важко. Спочатку я вивчив багато різних моніторів і їх паспорта (Datasheet). Встановив, що 10,1-дюймовий дисплей цілком поміститься в консоль, де була Audio 20. Оскільки ринок Німеччини не дуже багатий такими пропозиціями, нічого не залишалося, як замовляти в Китаї. І тут стає ясно, що завершити проект за кілька місяців не вдасться.

плата контролера

У Chinatobby (Китай) я купив плату контролера NT68676.2A і програматор до неї. Плата йшла дві, а програматор п'ять тижнів. Зв'язок працює дуже добре з іншою стороною земної кулі. Плата контролера була запрограмована для монітора з роздільною здатністю 1024x600 пікселів. Оскільки придбаний дисплей виявився дефектним, я шукав інше рішення. Тому я замовив ще й програматор, щоб перепрограмувати плату контролера монітора на більшу роздільну здатність. Після багатьох спроб перепрограмування нарешті все спрацювало. Другий беушний екран я купив в DSC-Electronics . Тепер дисплей LP101WH1 з роздільною здатністю 1366x768 пікселів з платою контролера працює бездоганно. Більша роздільна здатність не завадить, щоб, наприклад, безпроблемно працювати в Windows 8.

Дисплей я підключив через HDMI. Для цього я повинен був зробити свій власний кабель. Крім того, роз'єм HDMI є відносно невеликим і підходить тільки в ПК. Я використовував вбудовану в процесор графічну карту Intel HD Graphics 3000.

Сенсорний екран

Крім того, в Китаї в Visualtouchworld я купив 10,1-дюймовий ємнісний сенсорний екран з мультитач функцією. Термін доставки був близько двох тижнів. Працює добре.

Сенсорний екран і панель монітора я загерметизований по периметру скотчем, щоб між двома компонентами не потрапила пил.

охолодження:

ZЕRОtherm ATOM 30H Multi CPU Кулер

Провівши кілька тестів на предмет охолодження зі всілякими кулерами, я вибрав ZЕRОtherm ATOM 30H Multi CPU Кулер. У ньому зазначено максимум 65 Вт, але вбудований процесор Intel Core i5-2500K (6M Cache, 3:30 ГГц) 95 Вт охолоджує досить. Так як простір обмежений, то цей радіатор кращий компроміс.

Вентилятор 80 мм

Тести ще показали, що загальне охолодження корпусу набагато важливіше. Основна плата має кілька мікроконтролерів, які без корпусних вентиляторів сильно нагріваються. Крім того, звуковий підсилювач виділяє тепло. Зліва в шахті між аудіосистемою і рульовою колонкою, тобто за замком запалювання, є трохи простору, куди можна виводити тепло від комп'ютера вентилятором розміром 80 мм. Цього охолодження буде достатньо. Справа є проміжок для циркуляції повітря. Вгорі і внизу шахти вільного місця немає, там трубки від кондиціонера і прикурювач.

Пасивна система охолодження

Два мікроконтролера на підсилювачі повинні бути також охолоджені. Тепло розсіюється двома керамічними пластинками на алюмінієву основу. Таким чином, тепло від підсилювача відводиться в основному через передню панель в навколишнє середовище. Транзистори під час роботи майже не гріються, тільки чотири одягнені в чорне котушки досить теплі.

Центральна консоль:

рамка

Рамку для монітора я вирішив зробити зі сталевої нержавіючої жерсті товщиною 0,5 мм. Деталі випилював лобзиком, потім підточував напилком, загинав, споював оловом, рихтував і знову пропоював. Багато часу пішло на те, щоб рамка щільно прилягала до екрану, а зовнішніми ребрами повторювала лінії ніші і кришки висувного скриньки. Після цієї довгої та кропіткої роботи я покрив виріб двокомпонентним грунтом, а потім фарбою.

Кришка висувного скриньки

Для початку я купив інший висувною скриньку, так як вся ця конструкція повинна бути менше на 14 мм. По-перше, я змінив кріплення скриньки і попільнички до нього, після чого панелька з кнопками присунулася до кришки попільнички на 4 мм, а все це разом зрушила вниз ще на 3 мм. По-друге, симетрично з двох сторін відрізав кришку на 10,5 мм.

CAN-Bus

Наступним важливим кроком є ​​підключення CAN-Bus до автокомпьютеру. З мережі автомобіля повинні бути лічені різні значення. Я використовував сигнал запалювання від CAN шини, а не аналоговий сигнал від прикурювача.

Блок живлення від комп'ютера, як правило, включається по сигналу запалювання і стартує у відповідності з різними режимами PC. Я зробив іншу систему управління.

Аудіо 20 має кнопку включення. Таким чином, систему можна включити або кнопкою, або ключем запалювання.

-Включення через ключ запалювання:

• Варіант 1: ключ запалювання вставлений і повернений. Через CAN-Bus певні CAN повідомлення надходять на блок управління магнітоли. Система вимикається тільки тоді, коли ключ виймається.

-Включення за допомогою кнопки:

• Варіант 2: якщо систему включити за допомогою кнопки без ключа, то вона працює протягом 20 хвилин і автоматично відключається.
• Варіант 3: якщо система була відключена вручну за допомогою кнопки, все одно в першому або другому випадку, то при повороті ключа запалювання вона не повинна включитися.

Отже, між джерелом (блок) харчування від PC і CAN шиною повинен бути блок управління. Він симулює сигнал клеми 15 (запалювання) і включає блок живлення. Блок живлення потім включає CarPC і через короткий час підсилювач. До блоку управління потім можуть бути підключені декілька кнопок. У будь-якому випадку кнопки на кермі при цьому повинні функціонувати. Крім того, новий блок управління повинен перейняти управління моторизованої кришки скриньки на центральній консолі, яка раніше контролювалася Audio20.

З одного боку, Arduino повинен працювати незалежно, з іншого, під час завантаження ПК повинен бути розпізнаний в якості стандартного додатка Windows.

После пошуків в інтернеті я знайшов способ, як можна сделать блок управління. Arduino 2560 Board винна підійті для цього. Мікроконтролери MCP2551 и MCP2515 дозволяють їй читати CAN BUS. Блок управління, як и Arduino винен буті підключеній до току около 9 вольт, по крайней мере, Менш 12 вольт. Альо напряжение 12-вольта автомобільного акумулятора и генератора всегда колівається между 6 и 30 вольт. Тому напруга повинна регулюватися за допомогою регулятора напруги.

Друкована плата для CAN-Bus

Я купив Arduiono 2560 і зробив друковану плату для CAN-Bus. У першій версії були мікроконтролери MCP2551 і MCP2515 з електропостачанням 5V від Arduino. Але Arduino згоріла. Постійний регулятор напруги на Arduino при перемиканні електропостачання від USB дає 12V замість 5V, через що пошкодилися як Atmega 2560 і Atmega 16U2, так і MCP2551 і MCP2515. А в другій версії моя плата CAN-Bus шини має вже власну електропостачання 5V. Я ще додав пару рідко-електролітичних конденсаторів SMD. Таким чином, у Arduino власне електропостачання, туди надходить близько 10V. Щоб не міг текти зворотний струм, подбають діоди.

Програмування CAN Bus

Бібліотеку і приклади для CAN-Bus я взяв у Seeed-Studio . Потім я виявив, що в автомобілі CAN-Bus працює з 83,333 кбіт / с, після чого нарешті вдалося зчитати інформацію з Canа, яку я тепер повинен був проаналізувати. Після багатьох спроб я знайшов CAN-ID і буфер, які відповідають за кнопки на кермі. Потім я локалізував інформацію, яка приходить при включенні запалення.

Сигнал запалювання по CAN Bus

Тепер я написав Sketch, щоб відтворювати сигнал запалювання. Коли відповідна інформація приходить на CAN шину, то Arduino включає сигнал 5V і за допомогою транзисторів PNP і NPN включається сигнал 12V. Це я знайшов на c-kolb.bplaced.net .

Відновлення роботи кінематики

Потім я спробував привести в дію висувною скриньку. Спочатку я вважав дані, які посилає панель з кнопками, потім я зробив те ж саме, але тільки з Audio20, звичайно, коли вони між собою обмінюються інформацією. Автомобільну мережу я відключив, щоб проаналізувати, які повідомлення за що відповідають, а це досить великий обсяг. Висування кінематики триває 3,5 секунди від закритого стану до відкритого. Кожні 10 мілісекунд через CAN посилається одне повідомлення. Після багатьох спроб я написав-таки код, і кінематика заробила. Звичайно, комунікація між скринькою і Audio20 дуже складна, і мій код не все враховує, через що щось складається не так, як хотілося б. Але в основному, шухлядка висувається швидко і я задоволений. Ще тижні витрачати на розуміння всяких тонкощів не має сенсу.

Регулювання звуку кнопками на кермі

Після довгих пошуків і проб я натрапив на проект Nico Hood, за щасливим збігом теж німецькомовних ентузіастом. Я взяв Hoodloader ver. 1.8. і інтегрував код в мій скетч. З WinXP і Win8 все функціонує дуже добре. Я встановив Arduino Hoodloader драйвер і можу перепрограмувати Arduino без зміни Firmware в чіпі 16U2. Arduino розпізнається в Windows як HID медійна клавіатура, і не потрібно встановлювати додаткові драйвери для функції регулювання гучності.

підсумок:

Головне, все функціонує так, як я це собі уявляв. Чи не зроблена регулювання яскравості, що не вбудовано в комп'ютер радіо, не зафіксована кнопка вкл. / Викл. Car-PC, а також можливі інші кнопки і LED індикатори. Але спочатку протестуйте все на практиці, а потім визначуся. Плата контролера NT68676.2A має ще 6 кнопок для настройки монітора. Але всі функції не потрібні. Інша проблема - це як розташувати кнопки. Як їх інтегрувати в центральній консолі, щоб можна було б зручніше управляти комп'ютером і в той же час не вторгатися в дизайн інтер'єру.

Наступні кнопки / функції потрібні:

• включення / вимикання комп'ютера
• включення / вимикання екрана
• гучність (можна регулювати в Windows або КНОК на кермі, інші кнопки не потрібні)
• відключення звуку
• яскравість екрану (можна також регулювати через операційну систему)

USB-GPS

У мене є приймач GPS, куплений б / у. При покупці я не знав його точну модель. Це був Navilock NL-302U, який, на жаль, не функціонує з Windows 8. Я вирішив в його корпус вставити новий Navilock NL-651EUSB U-Blox 6 Modul. Штекер кабелю USB не підійшов до модуля GPS, але мені все одно вдалося його змонтувати.

USB-hub