CarPC в Toyota Prius NHW20 - установка мультимедийного компьютера

[Igor_P]

Здравствуйте!
Начну с предыстории.
С первых дней обладания Toyota Prius NHW20 у меня возникла идея использовать штатный мультидисплей не по его прямому назначению. Картинка распределения мощности, которая сначала забавляла, вскоре надоела, и я задался вопросом, на что ее заменить.
По началу желания были следующие:
- Реализовать воспроизведение видео на штатном мониторе
- Проигрывать медиаконтент с USB носителей, а не с банального CD
Вследствие были заказаны два девайса:
- Мини-медиаплеер китайского производства, без названия, размером с пачку сигарет, но с хорошим потенциалом, способный воспроизводить большинство аудио- видеоформатов, читает USB-флешки, SD-карты и даже USB-HDD. Но не смотря на все его преимущества, был один существенный недостаток: даже не смотря на наличие пульта ДУ, невозможно переключать файлы на ходу, не отвлекаясь от управления автомобилем.
- По этому был приобретен USB-адаптер Yatour YT-06, подключаемый в штатный разъем для CD-ченджера и реализующий управление музыкальными файлами на флешке посредством штатных кнопок на руле и магнитоле.
Девайсы были приобретены через интернет с доставкой по почте в течении продолжительного срока.
Комплектация моего Приуса с камерой заднего обзора, но без навигации, так что за время доставки вышеперечисленных девайсов появилось желание реализовать и эту функцию. Еще, стоя в пробках, хотелось бы просматривать эфирное цифровое ТВ.
Вот тут и появилась идея установки полноценного медиацентра, способного объединить все вышеперечисленные функции в одном устройстве.
Благодаря роду своей деятельности, у меня имеется опыт по установке мультимедийных систем на базе Windows CE вместо штатных головных устройств (Phantom, MyDean, Fly Audio и т.п.) и вместе с ними (Мирком), но это все не то, ввиду сильно ограниченного функционала таких устройств.
Так, одим утром выходного дня, появилась мысль самостоятельно собрать устройство, полностью отвечающее всем моим пожеланиям – компьютер, заточенный под работу в качестве автомобильной мультимедиастанции.

Концепция проекта – создать систему, не уступающую по удобству готовым мультимедийным решениям, но превосходящую по функционалу.
Приоритеты расставил следующие:
- Настроенная и отлаженная система должна работать автономно, включаться и выключаться автоматически, и при включении продолжать работать с момента, при котором была выключена, подобно штатной магнитоле.
- Со стороны, для непосвященных, все должно выглядеть, как штатное головное устройство.





Выводить графическую информацию решил на штатный сенсорный мультидисплей.
Звук подключил к линейному входу AUX штатной магнитолы.
Управление автоматическим включением/выключением организовал от штатных цепей автомобиля.

При сборке компьютера основной упор делал на соотношение Цена/Качество и конфигурацию подбирал относительно бюджетную, но с небольшим запасом по мощности.

Итак, платформой CarPC послужили:
- Мат. Плата - BioStar H61MLC, формата microATX под сокет LGA 1155
- Процессор - Intel G630, 2,7GHz, выполненный на платформе 4-х ядерного Core i5, но урезанный на 2 ядра
- Оперативная память - NCP DDR3, 4GB
- Твердотельный накопитель SSD OSZ Vertex 3 Max IOPS на 120GB
- Блок питания PICO-PSU 12V, 150W
- Корпус mini-ITX Winsis WI-03 Black

Корпус рассчитан на мат. плату mini-ITX, размером 17 х 17 см. Удалив комплектный блок питания, я освободил место для своей платы micro-ATX, имеющей размеры 17,5 х 23 см. Громоздкое крепление HDD и слим-привода тоже удалил за ненадобностью, обеспечив лучшую вентиляцию внутри корпуса.





Разместил в багажнике, в пластиковом коробе, закрывающем запаску. Системник крепится на застежках "липучках", что позволяет его быстро и легко снять/поставить в течение минуты.





Подключение видео от CarPC сделал по аналоговому композитному сигналу на вход камеры заднего вида через самодельный коммутатор на малогабаритном 5-контактном реле.
Для формирования правильного композитного видеосигнала NTSC 3.58, понятного мультисплею, использовал скромную PCI-E видеокарту ATI Radeon HD 3450 на 256MB, имеющую хорошо настраиваемый TV-out.





Видеовход активируется при включении компьютера, а коммутатор служит для переключения изображения с камеры в режиме заднего хода.
Для унификации, все подключения Аудио и Видео выполнил на стандартных RCA разъемах (тюльпан), впаяв их в штатную проводку и использовав автомобильные межблочные кабели.



Сенсорное управление подключал в два этапа.
Для подключения сенсорного экрана использовал USB-контроллер Сенсорной панели.
Сначала приобрел гибкую сенсорную панель с USB-контроллером, и закрепил ее поверх штатной. Гибкая панель прекрасно исполняет свою функцию и не препятствует нажатиям на штатную панель.









Не понравилось, что накладная панель сильно бликует на солнце...



Определил, что родная панель по своим резистивным параметрам идентична накладной, следовательно, должна заработать с USB-контроллером.
После проверки работоспособности "на коленке", собрал группу из 4 малогабаритных коммутационных реле для переключения выводов тач-панели с платы мультидисплея на USB-контроллер в режиме вывода изображения с PC. Это необходимо для развязки контроллеров тач-панели, и разделения режимов работы монитора.
Полностью разобрав мультидисплей, подключил самодельный коммутатор "в разрыв" шлейфа тач-панели.





Поскольку внутри корпуса мультидисплея свободного места очень мало, я вывел выход с тач-панели, вход на плату дисплея и управление реле из корпуса наружу. Управление реле припаял к контактам разъема со стороны платы, на которых появляется +12 вольт в режиме вывода изображения с PC (разъем М13, 21-й pin, розовый и масса). Коммутационные реле закрепил на двухсторонний скотч под штатными разъемами и изолировал моделином.




Схема подключения видео на вход камеры заднего обзора актуальна только для Prius 20 рестайл, без системы Park Assist.

Принцип работы коммутационных реле:
В нормальном состоянии Touchscreen через нормально-замкнутые контакты реле подключен к своему разъему на плате и работает в штатном режиме.
При активации видеовхода с PC выключателем Sw 1, реле переключают тач с мультидисплея на USB-контроллер, и он работает уже только с Car-PC. При выключении видеовхода, тач подключается обратно к разъему на плате.

Сам USB-контроллер закрепил на жгуте мультидисплея, вместе с реле, переключающим видеосигнал с CarPC на вход камеры заднего обзора.



Для питания CarPC использовал компактный блок питания PICO-PSU 12V, 150W.
БП включается через силовое реле, подключенное через схему задержки выключения на MOSFET транзисторе к управлению силовыми реле ВВБ (сигнал Ready).
Питание появляется во время запуска а/м, при включении индикатора READY и пропадает через 2 мин. после выключения.
2 мин. настроил для того, чтобы PC гарантийно сохранил сеанс и завершил работу с запасом по времени.
В BIOS настроил включение при подаче питания ("turn On when AC power loss"), благодаря чему PC включается сразу при запуске а/м.
Кнопку POWER на панели приборов подключил к разъему кнопки включения на мат. плате. В настройках электропитания Windows назначил действие кнопки выключения - Гибернация. Таким образом при выключении Приуса CarPC думает, что нажали кнопку на корпусе и уходит в гибернацию, а при включении - восстанавливается из гибернации и работает с того-же места, что выключился.
Для переключения мультидисплея в режим CarPC я использовал клавишный переключатель (SW 1). Для принудительного включения/выключения PC поставил кнопку без фиксации. Установил в свободную заглушку на панели.








Вместо ультракомпактного блока питания PICO-PSU, пробовал подключать интеллектуальный M2-ATX.





Каких-либо изменений и улучшений в работе PC замена блока не вызвала. Приобретал M2-ATX из праздного интереса. Не смотря на все его навороченные функции настройки таймингов автоматического включения/выключения и стабильность работы в широком диапазоне напряжений (8 - 28 V), вернул обратно свой старый, более компактный и простой PICO-PSU, как более подходящий в данном случае вариант. Напряжение бортовой сети в Приусе достаточно стабильное и за все время эксплуатации CarPC, этот блок не вызвал никаких нареканий.
M2-ATX удобнее и намного проще в подключении, и рассчитан на более жесткие условия эксплуатации, т.к. был создан для классических а/м с учетом их особенностей. Но в моем случае, изначально уже была придумана схема с использованием простого, не интеллектуального БП, проверенная временем.

Из дополнительных "железок" купил:

GPS-ресивер LocoSys на чипе MediaTek MT3329, установленный на блок усилителя руля.





По скольку у меня Приус из США, штатная магнитола имеет нечетную сетку радиочастот и большинство радиостанций попросту не ловит. Радио я практически не слушаю, но из принципа "чтоб всё было", приобрел комбинированный DVB-T + DAB + FM приемник с пультом ДУ и разместил его в кармане под магнитолой. При этом пульт хорошо работает через полупрозрачную крышку. С пульта можно переключать каналы и выбирать источники сигнала (радио, ТВ).





Еще купил компактную беспроводную клавиатуру с тачпадом и подсветкой кнопок. Ее удобно использовать для настройки программ и работы с файловой системой



Для доступа к сети Интернет, например, для получения информации о пробках и погоде, прослушивания интернет-радио и просмотра YouTube, я использую компактный USB WiFi адаптер TP-Link TL-WN725N, использующий WiFi раздачу 3G-интернета через смартфон, либо подключение к домашней сети через WiFi маршрутизатор, для удобного удаленного управления медиафайлами на CarPC с домашнего PC (CarPC можно включить, используя охранную систему с дистанционным запуском).