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Integrare il PC dentro l'automobile: introduzione al "Carputing"

12/05/2010
- A cura di
Hardware & Periferiche - Immagina gli interessanti vantaggi che potresti ottenere integrando il PC nell'automobile: ottersti un centro multimediale completo disponibile anche in viaggio, affiancato da tanti interessanti strumenti per l'ottimizzazione dei tragitti. Scopriamo come funziona questo sistema e come possiamo muovere i primi passi.

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Componentistica hardware

Se, da un lato, la scelta dei componenti è sicuramente la parte che più entusiasma. Dall'altro, è senza dubbio il momento in cui bisogna riflettere: infatti qui decideremo cosa davvero vogliamo dal nostro CarPC in relazione al budget a disposizione.

Fondamentalmente il Carputer non ha bisogno di una grande potenza di calcolo, ma bensì di una ampia capacità di memorizzazione in uno spazio il meno ingombrante possibile; in genere la scelta della scheda madre cade sui formati mini-ITX, micro-ATX e flex-ATX.

Di seguito è illustrata una scheda madre mini-ITX:

Mini-itx.jpg

Questo formato è generalmente il più usato per lo scopo: con le dimensioni di 17x17 cm, è una scheda madre piccola e performante, dai bassi consumi, e sopratutto integra già tutti i controller necessari (particolarmente importante è il controller video, che risparmia l'acquisto di una scheda VGA).

In alcuni casi, queste schede madri includono addirittura il processore.

Vediamo ora la micro-ATX:

MicroATX.jpg

Questa scheda madre non è altro che una versione dalle dimensioni ridotte di una normale ATX; con una dimensione di 24x24cm infatti, garantisce prestazioni paragonabili a quelle della sorella maggiore.

Forse è proprio il fatto di avere le medesime caratteristiche tecniche della ATX che a volte porta questa scheda ad essere boicottata per il Carputing, infatti i consumi sono i medesimi della ATX, significativi per un uso all'interno dell'auto.

Sempre nella stessa famiglia troviamo la Flex-ATX, conosciuta per essere adottata nei famosi Shuttle (non le navicelle, ma i PC cubi), una scheda madre più piccola della precedente ma sempre seconda alla mini-ITX.

Per quanto riguarda la CPU non c'è molto da dire. In genere si preferisce risparmiare sulla potenza guadagnando in consumi. La frequenza adottata per la maggiore è sicuramente di 1,5 GHz su singolo core.

Da parte di AMD quindi, buone soluzioni potrebbero essere le CPU appartenenti dal Socket A al Socket 939 (consumi dai 10 ai 89 Watt)

Da parte di Intel invece, si potrebbe valutare le CPU della famiglia Celeron o i Pentium 4 (Socket 478), con consumi che variano dagli 55 ai 84 Watt (in base al modello).

Per la maggiore vanno i modelli di schede mini-itx VIA che nel tempo sono risultate le più affidabili e convenienti in termini di costi, resistenza meccanica, consumo e rumorosità.

Dopo aver dato una panoramica generale al PC, andiamo a vedere uno dei componenti più importanti...

Alimentatore

Questo componente serve a fornire la necessaria energia elettrica al nostro computer. È quindi un componente di vitale importanza per garantire la stabilità al nostro Carputer e dovrà essere scelto tenendo conto dei componenti e delle periferiche che implementeremo nel nostro computer

Per lo scopo si può utilizzare convertitore DC-DC, da collegare alla batteria dell'auto.

Questo tipo di alimentatore, come si deduce dal nome, trasforma una tensione continua in un'altra tensione dello stesso tipo, ma con la differenza che quest'ultima sarà stabile.

Bloccodcdc.jpg

La tensione in uscita non è necessariamente aumentata di livello, ma l'importanza rimane nel fatto che l'alimentatore garantirà una potenza stabile in uscita. Questi alimentatori sono detti "intelligenti" perché oltre a fornire la necessaria energia al nostro PC hanno a bordo anche altri circuiti come ad esempio l'anti-bump e il remote per l'accensione di un amplificatore audio oppure la comodissima funzione di controllo della tensione della batteria con shutdown forzato in caso di calo di tensione della stessa.

Dcdc.jpg

Dcdcatxm3.jpg

Un altro sistema di alimentazione (meno utilizzato) è quello basato su un componente chiamato Inverter. Questo componente in linea di massima permette di trasformare una tensione continua in una alternata; tensione che nel caso del Carputer, dovrà essere inviata all'alimentatore del computer così da essere riconvertita in continua: questo permette di utilizzare i normali alimentatori ATX da casa essendo 220V la tensione in uscita.

È quindi ovvio che l'utilizzo di questo sistema di alimentazione porta ad una doppia conversione della tensione, prima in alternata e poi di nuovo in continua causando uno spreco di elettricità (avendo gli inverter un rendimento inferiore degli alimentatori DC-DC):

Blocchiinverter.jpg

In ogni modo l'utilizzo di un sistema di alimentazione mediante Inverter viene solitamente boicottato non solo per l'aspetto tecnico-economico ma anche perché è solito causare interferenze con i canali audio.

Strettamente collegati agli alimentatori sono i circuiti di accensione/spegnimento. Possono essere integrati (come nel caso di quasi tutti gli alimentatori DC-DC) o esterni (come nel caso di utilizzo di un inverter). Il loro funzionamento è molto semplice. Funzionano come un relè: appena ricevono un segnale a 12v dall'auto (dal sottoquadro oppure da un interruttore) danno un impulso sui 2 PIN di accensione sulla scheda madre proprio come se fisicamente si premesse il classico interruttore del nostro PC di casa. Non appena viene tolta la tensione dal ramo 12v (spegniamo l'auto o spostiamo l'interruttore) viene inviato l'impulso di spegnimento e il PC farà la procedura corretta di spegnimento (soft-off), altrimenti se il computer si blocca in fase di arresto è possibile impostare un tempo massimo oltre il quale viene tolta l'elettricità (hard-off) in modo da preservare la batteria dell'auto.

Abbiamo visto grosso modo come funziona la parte relativa all'alimentazione di un PC all'interno dell'auto, andiamo avanti parlando di un componente essenziale per il nostro fine....

Display

Si tratta di un altro componente importante, oltre che per l'estetica (dato che il display sarà l'unica cosa visibile del progetto), per la praticità: infatti possiamo scordarci di adottare in auto sistemi di input come mouse e tastiera... ed è per questo che il display sarà esclusivamente di tipo touch screen.

Si presentano tre tipi di soluzioni: la più usata è quella che prevede l'utilizzo di un display in dash, ossia un display integrato nell'abitacolo. La seconda opzione è il classico display da cruscotto, sicuramente più economico ma leggermente più scomodo e meno estetico del primo; infine vi è il display roof ossia il monitor da cielo, che rimane comunque il meno utilizzato.

Tipomonitor.jpg

In alcuni casi è possibile utilizzare l'eventuale display di serie dell'automobile, a patto che vi sia un ingresso video; magari tramite l'acquisto di un dispositivo che adatti la VGA (in uscita dal PC) al formato di ingresso nel display di serie, in questo caso però la qualità dell'immagine sarà nettamente inferiore rispetto ad un monitor VGA tanto da rendere quasi impossibile l'utilizzo di Windows mentre può essere accettabile per l'utilizzo del programma di FrontEnd.

Vediamo ora un altro componente essenziale al nostro progetto: l'amplificatore audio.

Amplificatore

Il segnale audio che esce dal nostro PC assomiglia di più ad un informazione analogica che ad un vero e proprio segnale in potenza pronto a far vibrare gli altoparlanti, per questo è necessaria l'implementazione di un amplificatore che aumenti la potenza del segnale musicale per sfruttare a pieno gli altoparlanti dell'auto.

Blocchiampli.jpg

Ovviamente sceglieremo un amplificatore con una potenza relativa agli altoparlanti che abbiamo.

Ampli.jpg

Un'altra soluzione per quanto riguarda l'apparato audio del progetto può essere quella di sfruttare l'eventuale autoradio di serie, collegando l'uscita del PC alla porta di ingresso AUX dell'autoradio (se presente). In tal caso basterà impostare dall'autoradio la riproduzione del canale AUX, in modo tale da sentire senza problemi la musica del PC negli altoparlanti dell'auto.

Memorizzazione

Per quanto riguarda i dispositivi di memorizzazione, le scelte vengono dettate ancora una volta dall'utilizzo che vogliamo fare del Carputer, restando sempre attenti alla potenza massima fornitaci dall'alimentatore.

Le soluzioni più utilizzate sono 3: Hardisk da 3.5 pollici, Hardisk da 2.5 pollici, SSD.

Ogni soluzione presenta pro e contro. In breve:

  • useremo HD da 3.5 pollici se abbiamo una grandissima quantità di dati con il contro che questi hanno una resistenza a gli urti molto bassa e quindi hanno bisogno di un sistema di ammortizzazione valido
  • Useremo un HD da 2,5 pollici nella maggioranza dei casi in quanto sono molto più resistenti a gli urti e hanno delle capacità di memorizzazione rispettabili
  • Useremo infine un disco SSD (o Flash) per rimanere al sicuro da rotture di tipo meccanico e avere un sistema più reattivo con il contro dell'attuale prezzo di acquisto e della scarsa capacità

Le memorie di tipo Flash, invece, non avendo ne dischi ne testine meccaniche, sono immuni alle vibrazioni. In queste memorie infatti, la memorizzazione dei dati avviene mediante la polarizzazione di transistor, caratteristica che porta inoltre questi tipi di dispositivi a consumare molto meno dei supporti meccanici.

In particolare su questo articolo si era dato un ampio sguardo a questi tipi di memorie, potendo quindi affermare che la loro implementazione all'interno del PC in auto è caldamente raccomandata:

In seguito mostriamo una memoria Flash di tipo SSD e una di tipo SD

Flash.jpg

Le memorie SD in versione micro e mini sono equipaggiate di adattatori al fine di poter essere inserite nel lettore SD.

Il lettore di memorie SD può essere collegato alla scheda madre tramite USB:

Driveflashusb.jpg

L'unità SSD invece può essere collegata tramite SATA oppure direttamente nello slot PCI Express:

Ssdoverpcie.jpg

Fino a questo punto abbiamo visto i componenti in un certo senso essenziali, componenti che stanno quindi alla base del progetto e che devono essere in un modo o nell'altro implementati.

Ora diamo uno sguardo alle principali periferiche optional che è possibile aggiungere per ampliare e personalizzare il Carputer.

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