Компьютер в машину своими руками, или ПК под капотом

15 лет назад 3 декабря 2007 в 13:00 3002

Но, думаю, о цифровом человеке говорить пока рановато…

А вот безумство инженерной мысли, направленное на незаменимого четырехколесного друга хомо сапиенса, активно проникает в нашу повседневную жизнь, сливаясь с ней в конечном итоге в единое целое. Футуристические проекты, реализуемые в автомобилестроении, приобретают все большую популярность среди мобильного населения. И то, что казалось нам фантастикой пару десятков лет назад, уже сегодня применяется на практике.
Я хорошо помню то время, когда в нашей семье появилась первая иномарка. Вдоволь насытившись возможностями отечественного автопрома и пересев на «Тойоту», четко понимаешь: технический прогресс обошел нас стороной. Электропакет, климат-контроль и… «родная» автомагнитола с модной тогда функцией автореверса (смайл)! Конечно, сейчас это настолько обыденно, не говоря уже о том, что трудно представить себе хороший современный автомобиль без мультимедийной системы, бортового компьютера, камер заднего хода и прочих электронных наворотов и «вкусностей».
Мы проводим за рулем по нескольку часов в день, из которых добрую половину стоим в пробках. А что делать, плата за прогресс! Однако многие из тех, кто вкусил коммуникационные блага, не привыкли терять время впустую и даже в пробках хотели бы активно пользоваться Глобальной сетью, висеть в аське, отправлять факс и электронные письма. Так что же все-таки готов предложить цифровой автомобиль им, что ждет их завтра и насколько это доступно уже сегодня?
Я в последнее время часто вспоминал слова моего преподавателя по истории, который упрекал нас в том, что мы так и не научились давать определения. А ведь на них-то все и завязано, это, так сказать, отправная точка. Поэтому здесь важно определить, что именно нам с вами считать цифровым автомобилем, чтобы не говорить об этом явлении как о чем-то абстрактном и непонятном. Недавно я спорил с одним моим приятелем. Он, будучи в диком восторге от новенькой BMW M3 Coupe, взахлеб рассказывал мне об уникальной системе контроля торможения на поворотах, электронном иммобилайзере с такой же противоугонной системой, мощном компьютере с богатым функционалом и еще приводил ряд доводов в пользу «оцифрованности» своей бэхи, которые я просто не запомнил. И вот скажите, можно ли считать последнюю разработку баварского концерна цифровым автомобилем? То, что этот динамичный автомобиль способен вносить в память положение сидений и настраивать их одним нажатием кнопки, несомненно, круто, но это не есть главная особенность претендующего на такое название авто.
Электронная начинка цифрового автомобиля должна быть не просто современной во всех смыслах. Все программы и приложения, которые необходимы для работы, для дома, для отдыха, для развлечений в конце концов, такая машина должна иметь в своем арсенале. Кто сказал, что если я пользуюсь компьютером дома, то он не понадобится мне в дороге? Итак, цифровой автомобиль можно определить как интерактивную систему, сочетающую в себе возможности современных портативных устройств, удобно рассредоточенных в салоне.

Классический бортовой компьютер под управлением операционной системы Windows XP

Мозг цифрового авто должен быть универсален, всегда готов к переменам в программной оболочке, замене комплектующих и бесперебойной работе в движении. Естественно, штатная производственная сборка современных автомобильных электронных систем такой гибкостью похвастаться не может. Но помилуйте, это не значит, что нужно отправляться на западное побережье США к Xzibit и WestСoast Customs, чтоб они вмонтировали 21-дюймовую ЖК-панель вам в потолок и вы могли, раскинувшись на задних креслах Rolls-Royce, наслаждаться игровой консолью Sony PSP. Это уж слишком. Наши разработчики в данном направлении тоже неплохо продвигаются.
Наверняка тем, кто хоть немного интересовался автотюнингом, знакомы проекты Владимира Янпольского, также известного как Scorpion. Его работы ничуть не уступают ультрамодным решениям программы «Тачка на прокачку». Взять хотя бы его BMW 120 в цифровом исполнении – это цифроавто, способное следить за всем происходящим вокруг себя, ибо оборудована бэха гольф-класса тремя цветными камерами. Но по-настоящему цифровым этот автомобиль делает ноутбук, который крепится на док-станцию, тем самым не мешая обзору водителя, и так же легко снимается. Но если его предшественники, «оцифрованные» г-ном Янпольским (BMW 850CSI и BMW M3 в кузове E36), выглядят уж больно нафаршированно, то баварская модель 1-й серии явных признаков наличия портативных девайсов не имеет. Этакий вариант бизнес-решения для делового человека.

Конечно, процесс «оцифровки» в нашей стране носит концептуальный характер, но тем не менее явление это вполне реальное. Что же все-таки мешает автомобилям стать цифровыми? Из интеграции каких компонентов слагается процесс «оцифровки» железного коня и можно ли самому сделать из штатной комплектации цифровую конфетку? Мы попробуем рассмотреть ряд проблем, возникающих перед энтузиастами и тюнинг-центрами, принципы работы портативных устройств и акустических систем, а также выяснить, какие перспективы открываются перед владельцем успешно «оцифрованного» автомобиля.
Первым и основополагающим элементом цифрового автомобиля является компьютер. Современные carPC позволяют отслеживать и по возможности контролировать все процессы, происходящие во время старта, движения и остановки транспортного средства. Главной задачей «карпьютера», по мнению собирающихся внедрять эти девайсы производителей авто, было грамотное распределение впрыска, дающее водителю преимущество на дороге. Это потом уже его оснастили такими устройствами, как датчик слежения за погодой, GPS-навигатор, ТВ-тюнер и так далее.

Несколько вариантов встраиваемых комплектов, различающихся ценой и функциональностью
Кстати, всеми процессами можно управлять вручную: в зависимости от того, какой параметр нужнее в данный момент – мощь, маневренность, экономия топлива, – можно просто задать соответствующую программу. Естественно, поменять прошивку заводского компьютера крайне трудно, так что оставим эту прерогативу для автосервисов, да и то вряд ли найдется автомобильный центр, который согласится заняться этим мудреным действием. Другое дело – построение «карпьютера» на базе PC-платформы, как правило устанавливаемой в багажнике, бардачке или под сиденьем. Естественно, такая платформа управляется ОС Windows – думаю, всем гораздо приятнее лицезреть привычный интерфейс «Винды», пускай даже на штатном 7-дюймовом дисплее. Зато о проблемах прошивки и расширении функционала можно забыть. Благодаря «карпьютеру» перед нами открывается невиданный простор возможностей управления автомобилем. ПК, подключенный к «мозгам» авто, позволит считывать коды ошибок, расшифровывать, что же сломалось, выполнять расчеты по расходу топлива, масла и делать многое другое. Любой автомобилист, несомненно, оценит его таланты, которых лишены даже самые современные штатные бортовые системы.
Спору нет, степень навороченности продукта на выходе ограничивается лишь фантазией заказчика и исполнителя. Да только возникает проблема: что лучше, устанавливать системный блок или же ноут? Не стоит забывать, что при подключении системника придется вырезать рамки в торпедо под экран, причем делать это нужно аккуратно, а главное – все самому.

Почему? – задумается смышленый читатель. Ну, во-первых, нельзя сказать, что интеграция «карпьютеров» в нашей стране достигла расцвета, скорее все только начинается. Поэтому готовых решений в этой области как таковых нет. А если даже и есть, то занимаются этим самоучки, которые разбираются не только в железе, но и в автомобильных схемах, знают, как устроена электроника, и умеют совмещать все это (позже я расскажу о таких). То, что могут предложить тюнинг-салоны, может влететь в нехилую копеечку. На мой взгляд, в тюнинг-центрах, которые берутся за такую работу, по сути, трудятся те же энтузиасты, только вместо кустарных технологий они используют накопленный опыт по вживлению «карпьютеров» и при этом гарантируют, что все будет компактно и красиво. И еще бы не гарантировали, когда такие тарифы на «оцифровку» железного коня ломят!
Список потенциально возможных проблем, которые могут всплыть как на стадии размышлений об установке carPC (что, конечно, предпочтительней), так и уже в процессе его эксплуатации, смутит кого угодно. Тут тебе и перегрев, и конденсат, и пыль, и питание… Но обо всем по порядку.
С перегревом, как и во все времена, борются с помощью охлаждения. Тут, наверное, можно посочувствовать заядлому геймеру-автомобилисту, который не прочь скоротать время в пробке, погамав, скажем, в тот же Crysis, – ведь если под такие игровые требования ставить системник, то температура точно будет зашкаливать. К тому же для подобной системы нужна «башня», что вряд ли устроит владельцев авто ввиду габаритов такого компа. Все же лучше приберечь этот вариант для дома, а не для автомобиля. Будем скромнее. В качестве carPC хороши будут баребоны, которые были проигнорированы в одном из недавних гайдов (привет БутСектору). Мне кажется, будущее «карпьютеров» именно за ними.

Наверняка любой отечественный водитель вспоминает не одним хорошим словом в кавычках наши суровые зимы (прошлогодняя аномалия в Москве не в счет). Тут следует опасаться резких перепадов температуры, ведущих к образованию конденсата: поскольку прекрасную электропроводность подсоленной воды никто не отменял, появляется риск спалить весь цифровой амбар. Напугал? Могу сказать, что не так все страшно, как кажется. Прежде всего, для перехода пара в жидкость нужен резкий температурный скачок, коего у нас не возникнет: металлический корпус служит экраном, на который легко устанавливаются защитные панели, – тем самым мы получаем некое подобие термоса. Однако кому этого мало и кто хочет быть полностью спокоен за внутренности ЭВМ, можно посоветовать установку независимого воздушного отопителя. Только вот цены на такое оборудование ой как больно кусаются!
Пыль – скопление мелких твердых частиц, способных занимать доступное воздушное пространство в силу легкого веса. Этим-то свойством мы и воспользуемся. Разогнать все сомнения насчет пыли (я бы даже сказал, сдуть) поможет дополнительный вентилятор и несколько поролоновых фильтров в токе забора воздуха. Дешево, сердито и очень надежно. Все, что вам потребуется потом, – максимум раз в год открывать и пылесосить эту конструкцию.
Безусловно, во время движения (да еще по нашим-то дорогам) линза обычного CD- / DVD-привода и головка HDD будут скакать по диску, как лошадь галопом. Выход один: долой дисковые устройства, даешь flash-память! Естественно, из списка конфигурации системника дисковод вычеркивать не стоит (мало ли что), лучше просто оставить его как сервисное устройство. Все необходимое помещаем на твердотельный жесткий диск или на пару 16-гигабайтных CF-карт.
Кушать хотят все. Наш carPC, увы, не исключение. Ему положено постоянное питание в 220 вольт. Ой, сколько-сколько? Да-да, именно 220 вольт. Хм, а в автомобиле-то 12 вольт. Что будем делать, товарищи? Что-что? Ну же, громче! Правильно, ставить БП! Автомобильный блок питания – необходимая составляющая при создании carPC. Устроен БП следующим образом: преобразователь тока, дающий «карпьютеру» необходимое напряжение в 220 вольт из автомобильных 12 вольт, и контроллер, обеспечивающий правильный запуск и выключение системника. Запитать бэпэшку можно разными способами. Самый простой из них – кинуть провод от зажигания. Но автомобильный БП – не единственное средство питания, которое может нам подойти. Справедливости ради надо упомянуть о наличии на рынке преобразователей постоянного тока в переменный, в простонародье называемых инверторами. Их доступность дает им преимущество перед автомобильными БП, но они проигрывают в габаритах. Однако это лишь половина беды. Как мне поведали умные люди, занимающиеся установкой carPC, КПД инверторов составляет менее 40 процентов. Весьма скудный показатель. А вдруг случится (упаси бог, конечно!) вам улететь в кювет в лужу. Шибанет током так, что мало не покажется. Автомобильный БП, бесспорно, отличает большая надежность, но вместе с тем и цена его выше. Да и приобрести его можно только в специализированных магазинах-дистрибьюторах или же придется у буржуев заказывать.

Кстати, ваш ПК может быть и без корпуса, достаточно упрятать его в подготовленную нишу

Так, системный блок поставили, запитали. Чувствуете, чего-то не хватает? А где вся информация будет отображаться? Нужен монитор. Я думаю, что затея повторить то, что предложил в свое время Владимир Янпольский для BMW 850CSI, нанесет сокрушительный удар по нашим финансовым запасам. Поэтому вместо 15-дюймовой панели будем использовать компактные 7- или 8-дюймовые решения. Что до широкоформатного монитора, я бы воздержался от экспериментов по интеграции его в торпедо цифрового авто. К тому же, чтобы поставить такой дисплей, который еще вдобавок и выезжал бы при запуске, нужно быть ой каким рукастым и головастым. Возникает очень много механической работы по изготовлению отдельной моторизованной рамочки. Кстати, чтобы не резать приборную панель, экран вполне можно закрепить на бардачке со стороны пассажира: и водителю не блокирует обзор дороги, и пассажиру не скучно – фильм можно посмотреть. Однако интеграция в головное устройство и красивее, и надежнее, и куда удобнее для человека с рулем.
Да, чуть не забыл, без сенсорных технологий здесь просто никуда. Я, например, с трудом представляю себе, как можно одновременно рулить и мышонком по колену возить, судорожно пытаясь что-то запустить. В принципе, такой изврат возможен, но лишь в случае припаркованного авто. Дисплей с сенсорной технологией управления прекрасно решает эту проблему. Да, очень важно, что экран в автомобиле невозможно установить напротив водителя, так что ему, бедняге, хуже, чем пассажиру. При выборе монитора, кстати, нужно еще обратить внимание на такой параметр, как угол обзора. Чем он больше, тем комфортнее будет. Естественно, собственноручный вариант установки дисплея в салон автомобиля воодушевит далеко не всех – не каждый рискнет сделать это самостоятельно.
На почве этих рассуждений мы с вами плавно подошли к еще одному варианту «оцифровки» автомобиля: путем интеграции такого компонента, как… ноутбук! А что, в самом деле, девайс этот – олицетворение мобильности в компьютеростроении на сегодняшний день. Кто-то, наверное, захочет поспорить со мной, упрекая в том, что я игнорирую КПК. Да, конечно, кэпэкашки отличает куда большая мобильность. Однако мы все-таки говорим о реализации полноценной рабочей станции у себя в автомобиле и хотим видеть нормального размера дисплей и мощную начинку. А что в таком случае нам предлагает современный ноут? Портативность, легкость – и в прямом, и в переносном смысле этого слова (т. е. простота установки и питания). То, что ноутбук – та вещь, которую всегда можно взять с собой, ни у кого не вызывает сомнений, и, конечно, его несложно будет пристроить в цифровое авто. Кстати, весьма практично и то, что с появлением достаточно широкого покрытия Москвы сетями беспроводного доступа в интернет можно, находясь, скажем, в пробке, решать свои дела, а по прибытию к месту захватить с собой ноутбук и продолжить начатое уже на рабочем месте.

Мышь ноуту не нужна – можно обойтись тачпадом. Клавиатура, как неотъемлемая часть ноутбука, не мешается. С весом тоже, думаю, все понятно. Причем если кто следит за рынком лэптопов, наверняка обратил внимание, что большинство портативных компьютеров нашпиговано «вкусной» начинкой. А значит, основная борьба разворачивается за габариты девайса. Поэтому величина на ценнике резко возрастает с понижением весовой категории ноутбука. Несомненно, важными представляются проблемы установки и питания лэптопа, но они решаются куда проще, чем в случае с полноразмерным ПК.
Давайте вернемся в начало статьи и вспомним одну из последних отечественных разработок цифрового авто, а именно BMW гольф-класса. Там разработчики использовали ноутбук Sony VAIO (не самый широкодоступный вариант лэптопа), который устанавливается на кронштейн над торпедой. Плюсы такого решения – в относительной простоте создания платформы для компьютера, к тому же в этом случае дисплей расположен ближе к водителю, а значит, угол обзора вряд ли будет ограничивающим фактором. Вообще, кронштейн – инструмент универсальный, если требуется надстроить площадку для какого-либо девайса, поэтому лучше не забывать про него. (Это касается не только нашего случая, а вообще размещения цифровых устройств.) Так, с установкой вроде разобрались. Как будем питать? Может, как и в случае стационарного «карпьютера», воспользоваться автомобильным БП? Ну господа, помилуйте! Все гораздо проще, ведь у нас же ноутбук. На рынке существуют специальные адаптеры для питания ноута от аккумулятора автомобиля. Устройство представляет собой небольшую коробочку, от которой идет кабель (знакомый, я думаю, всем автомобилистам), подсоединяющийся к гнезду для прикуривателя. Сама коробочка является преобразователем тока, и, как правило, в ее арсенал входят защита от пониженного напряжения на входе, от всевозможных перегрузок, неверной полярности и т. д. Автомобильные адаптеры для ноутбука в среднем стоят порядка 50-70 долларов, что вполне можно считать демократичным вариантом.
Обзор явно был бы неполным без упоминания об еще одной вещи. Энтузиазм по внедрению «карпьютера» у каждого выражен в разной степени, наверняка есть и те, кто не хочет напрягаться с установкой и грамотным подключением всех компонентов. Но существуют ли готовые решения в этой области? Как мне удалось выяснить, да. Помните, я вскользь упоминал, когда рассказывал о блоках питания, об умных людях, вразумивших меня насчет инверторов? Мне повезло, я побывал в одной из студий, занимающихся цифровым тюнингом. Сразу на ум приходит старая народная мудрость: лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Здесь получилось именно так. Одно дело читать и разглядывать фотки, совсем другое – когда ты видишь весь процесс установки воочию. Как мне рассказали создатели студии Digitalcar Артем Богданов и Денис Макаров, они позиционируют себя как людей, несущих в массы carPC. И действительно, меня порадовало то, что среди кастом-установок есть как бюджетные продукты, так и девайсы продвинутого уровня. С каждым клиентом ведется индивидуальная работа, но у студии есть и готовые решения для «оцифровки» автомобиля «под ключ». Исходя из ценовой категории, имеется практичный вариант за минимальные деньги, два мидл-варианта и продвинутая интеграция carPC.
Итак, бюджетный вариант. Он формируется на базе баребона с тактовой частотой процессора 1,5 ГГц, 512 Мбайт оперативной памяти, жестким ноутбучным диском на 80 Гбайт и интегрированным видео- и аудиоадаптерами. К нему пойдут сенсорный дисплей на 7 дюймов и беспроводная клавиатура. Вот такой, на мой взгляд, весьма неплохой комплект обойдется вам приблизительно в 1000 североамериканской зелени.
Мидл-предложений получилось два: подешевле и немного подороже. Первый вариант олицетворяет собой 2-DIN-комплекс, который легко уместится в торпедо автомобиля без дополнительной переделки. Системный блок VIA С3 (1 ГГц), с 512 Мбайт оперативки и 80 Гбайт на жестком диске, 7-дюймовый моторизованный экран со встроенным усилителем, FM и TV-тюнером. В качестве пряности добавили GPS-приемник. Такое решение, конечно, симпатичнее предыдущего, но при этом и дороже – порядка 1400 долларов.
Отдельного внимания заслуживает следующий вариант мидл-установки – корейский 2-DIN Car PC Infill G4. В одной небольшой, но, надо сказать, тяжеленькой корочке умещается все, что необходимо для построения автомобильного «карпьютера». Внутри стоит процессор VIA C7 (1,5 ГГц), HDD на 120 Гбайт, 1 Гбайт «мозгов» и 6,5-дюймовая моторизированная сенсорная панель. Сдобрено все это встроенным GPS-модулем на чипсете SiRF Star III с внешней антенной, FM-приемником и усилителем с линейным выходом на 5.1-канальный звук. Программное обеспечение у него стоит «родное», однако полностью совместимое с Win XP. 2-DIN-формат позволяет без особых проблем поставить такую систему у себя в автомобиле. Вполне возможно, в обозримом будущем нам удастся потестить этот carPC и выяснить его сильные и слабые стороны. А пока ограничимся лишь сведениями о необходимом количестве денежных знаков, которые нужно будет выделить при желании видеть такую систему у себя в автомобиле, а это около 2000 в североамериканской валюте. Подробнее с данным «карпьютером» можно ознакомиться на сайте тюнинг-студии www.digitalcar.ru.
Для продвинутых решений возможности продукта на выходе ограничиваются лишь двумя факторами – фантазией и деньгами, причем важнее здесь, конечно, последний из них. Артем и Денис поведали мне, что дороговизна «оцифровки» авто обусловлена не столько наличием и стоимостью комплектующих, сколько сложностью исполнения проекта. Вся работа по переделке торпедо, приборных панелей, багажника, по сути, механическая, но здесь приходится проявлять смекалку, чтобы было красиво и компактно. Кстати, о компактности. Кто сказал, что автомобильный компьютер обязательно должен быть в корпусе? Вот, к примеру, в машине Дениса все внутренности одного из баребонов уютно расположились в боковом пространстве багажника. И такое случается довольно часто. Например, один из недавно «оцифрованных» автомобилей, который мне удалось посмотреть вживую, – Mazda RX8. Это как раз то, о чем мы говорим, – продвинутое решение. Система на базе двухъядерной «корки» вместе с двухкомпонентной АС с сабвуфером размещается в багажнике автомобиля – смотрится все это отпадно! Словом, автомобиль «оцифрован» таким образом, чтобы это было заметно. Это тоже одно из кастом-направлений: можно поставить цифровые компоненты скрытно, а можно и открыто, на показ народу. И когда речь заходит о создании чего-то подобного, невозможно провести четкую границу между интеграцией carPC и тюнингом салона. Хотя и реконструкция салона – важный момент при создании продвинутого цифрового автомобиля.
То, что в обозримом будущем построение цифрового автомобиля приобретет большую популярность, думаю, ни у кого не вызывает сомнений. Как мы смогли убедиться, уже сегодня практически каждый может создать скромненький carPC. И неважно, какое количество денежных знаков кто-то готов выложить за установку «карпьютера». Важно, что сама идея того, насколько это удобно и облегчает жизнь современному человеку, потихоньку проникает в сознание автомобилистов. GPS-технологии, интернет-коммуникации, удаленная работа, системная поддержка, безграничные мультимедиавозможности – словом, все, что придумано человечеством по сей день, теперь может быть доступно не только дома или на работе, но и в автомобиле… цифровом автомобиле.
От редакции. Уважаемые читатели! Не сочтите за труд, напишите нам на адрес upgrade@overcomp.ru, что вы думаете про этот текст. Обязательно! Нам это важно. UP

Самодиагностика OBD-I и OBD-II

Д умаю, многим будет интересно поподробнее узнать о том, как использовать персональный компьютер в качестве диагностического оборудования для своего железного коня. С определенного времени электронные блоки управления автомобилями (ЭБУ) стали оснащаться системой, контролирующей работу двигателя, которая снабжена протоколами, считывающими информацию о всевозможных отклонениях. И надо сказать, что такая бортовая система самодиагностики заметно упрощает жизнь как автосервисам, так и тем, кто хочет иметь на борту своего четырехколесного друга «карпьютер». Первая система, созданная для облегчения поиска поломки, носила название OBD-I (On Board Diagnostic). Этот протокол умеет определять неисправности не только двигателя, но и ABS, АКПП и подушек безопасности. Собственно, здесь даже диагностику проводить не надо, так как код сбоя считывается безошибочно, когда начнет мигать лампочка «Проверьте двигатель» (Check Engine).

Во второй инкарнации (OBD-II) список диагностируемых устройств заметно пополнился: сюда вошли система зажигания, топливная система, климат-контроль, иммобилайзер и многое другое. Код ошибки система OBD-II хранит в ЭБУ, откуда в дальнейшем необходимо его считывать. Специальные диагностические приборы нас не интересуют, у нас же есть carPC. Где-то под главной панелью (чаще всего со стороны водителя) среди вязанок проводов находится 16-контактный диагностический разъем (Diagnostic Link Connector). После «совокупления» его с 25-контактным (подойдет и 9-контактный) СОМ-портом посредством кабеля 9 на 25 pin RS232 (от пяти до восьми долларов в любом магазине) можно считывать базу данных ошибок. Запускаем предварительно установленный виртуальный сканер, которым можно обзавестись в Сети абсолютно бесплатно. Получив шифр из букв и чисел, подключаемся к инету, ищем справочники по расшифровке кодов неисправностей (например, на сайте ardio.ru есть на этот счет отдельный поисковик), находим в нем интересующую нас ошибку. Вуаля! Теперь мы знаем, где искать Святой Грааль.