Table of contents
PreambleSPDIF what ???
Highlights
Details
In car placement
Sound connection to head unit
Power supply
Heat extraction
PC Hardware
Hard drive suspension
Power consumption
Software
Final result
Reference & Information
Forums
Useful links
Online stores
Table des matières
PréambuleSPDIF quoi ???
Particularités
Détails
Placement dans la voiture
Connexion son vers l'autoradio
Alimentation
Extraction de la chaleur
Matériel pour le PC
Suspension du disque dur
Puissance consommée
Logiciels
Résultat final
Référence & Information
Forums
Liens utiles
Magasins en ligne
Preamble
I take no responsability in case of injury, damage, death or anything that could happen resulting from trying things described here.In particular, the power-supply wiring, overheating and battery handling aspects can be dangerous.
Finally, drive responsibly and let your passenger operate and enjoy the carPC.
Préambule
Je décline toute responsabilité en cas de blessure, dégâts, mort ou quoi que ce soit qui pourrait résulter de la mise en pratique d'éléments décrits ici.En particulier, les aspects câblage d'alimentation, surchauffe et manipulation de batteries peuvent être dangereux.
Enfin, conduisez responsablement et laissez au passager les joies de la manipulation du carPC.
SPDIF what ???
I guess if you came across that page, it's probably that you are interested in PCs embarked in behicules or "Car PCs" in brief. If not, or if you think putting a PC in a car is stupid / useless / impossible / ugly / ... , take a look at the forums on mp3car.com [EN] and carmedia.org [FR] and if you still think i'm not normal, at least you know I'm not alone :-)If you get bitten by the virus and want to build yourself a carPC, please first spend a few weeks reading the FAQs and topics in the forums above. These pages are not going through all common problems of carPCs but only focus on special aspects of my project.
This is version 1.0 of the project, and I'll sometimes give more details in the text about the problems I encounter and solutions. Most of these are solved in version 2.
Ready ? Let's go !
SPDIF quoi ???
Si vous visitez cette page, c'est sans doute que vous vous intéressez aux PCs embarqués dans un véhicule (Car-PC's). Si ce n'est pas le cas, ou si vous pensez que mettre un PC dans une voiture est stupide / inutile / impossible / moche / ..., jetez un oeil aux forums de mp3car.com [EN] et de carmedia.org [FR] et si vous pensez toujours que je suis anormal, au moins vous saurez que je ne suis pas le seul :-)Si le virus vous a mordu et que vous voulez vous construire un carPC, passez d'abord quelques semaine à lire les FAQ et les sujets abordés dans les forums ci-dessus. Ces pages ne s'attardent pas sur les problèmes communs à tous les carPCs mais se concentrent seulement sur les aspects spéciaux de mon projet.
Ceci est la version 1.0 du projet, et je détaillerai parfois dans le texte les problèmes posés par cette version. La plupart d'entre eux sont résolus dans la version 2.
Prêt ? Allons-y !
Highlights
Compared to the other carPCs you may have seen on the net, this one has the following highlights :- SPDIF connection to the head unit, hacking the CD changer connection
- "Zéro integration" : No permanent modification to the car - the PC can be removed in 30 seconds and the remaining connectors can be removed in 30 minutes.
- Tank battery power-supply circuit to allow for clean PC shutdown.
- "Economic" solution - reuse of stock components where possible
- Stealth installation - in a few seconds, everything can be put out of sight so that it doesn't draw attention of potential thieves - Improved in version 2.
Particularités
Par rapport aux autres carPCs que vous avez pu voir sur internet, celui ci a les particuliarités suivantes :- Connexion à l'autoradio par SPDIF en "piratant" la connexion du chargeur CD
- "Intégration nulle" : aucune modification permanente à la voiture - le PC peut être retiré en 30 secondes et les connecteurs restants en 1/2h
- Circuit d'alimentation avec batterie tampon pour permettre un arrêt propre.
- Solution "économique" - réutilisation de composants en stock si possible
- Installation furtive - en quelques secondes, tout peut être hors de vue pour ne pas attirer l'attention de voleurs potentiels - Amélioré dans la version 2.
Details
Détails
In car placement (changed in version 2)
This first attempt at building a car PC had to take place in a Renault Scenic II, and I chose to place the PC in the center console, hoping at first that I wouldn't need any extra cabling.Indeed, the center console has a cigar-lighter socket and I thought I would use an FM-modulator to send sound to the head-unit.
The PC was build in a metal U shape (cut out from an old 486 mini-tower) that fits perfectly in the console and can be unfolded for easier maintenance.
Placement dans la voiture (changé en version 2)
Ce premier essai de construction d'un carPC a pris place dans une Renault Scénic II, et j'ai choisi de le placer dans la console centrale, espérant dans un premier temps pouvoir me passer de tout câblage supplémentaire.En effet, la console centrale dispose d'une prise allume-cigare et je pensais utiliser un modulateur FM pour envoyer le son à l'auto radio.
Le PC a été construit dans un boîtier métallique en forme de U (découpée dans une vieille mini-tour de 486) qui entre tout juste dans la console et peut se déplier pour intervenir facilement dessus.
 Cardboard model Gabarit carton |
 Mini-tower, cut Mini-tour, découpée |
 Test fitting of components Essai de placement des composants |
 New foldable case Nouveau boîtier pliable |
Sound connection to head unit
As mentioned above, the first plan was to get sound from the PC to the headunit using an FM transmitter. These devices are broadcasting the sound coming from their line-in as if it was a new radio station. Then you just have to tune your head unit to that frequency to hear the sound.However, this solution has several limits.
First, if the frequency you broadcast on is used by an existing radio station, you're out of luck. Even if the model allows to chose between a few frequencies or even to select it manually, you can never be sure you won't cross a radio station on that frequency at a certain place in your travel.
And second, well, the sound is far from perfect. The (admittedly low cost) model I tested had very limited bass and treble and really bad dynamics...
Probably the fact that the aerial is at the back of the rooftop doesn't help at all... anyway, I had to find another - wired - solution.
The factory mounted headunit of the Scenic is a VDO/Dayton/Philips "Tuner List" that has no auxiliary line-in connection and cannot be replaced (zero modification requirement, and moreover that would mean losing stalk commands and remote dashboard display).
The last possibility was the CD changer. As the car has a factory mounted 6-CDs changer, I first thought I could simply wire the PC's line-out instead of the changer, but I was really disappointed to discover the CD changer link to the head unit is a digital connection.
But...
This digital connection is in standard SPDIF format !
Connexion son vers l'autoradio
Comme mentionné plus haut, le premier plan était de passer le son du PC à l'autoradio en utilisant un modulateur FM. Ces appareils diffusent le son venant de leur entrée comme si c'était une nouvelle station radio. Il reste juste à régler son autoradio sur cette fréquence pour entendre le son.Toutefois, cette solution a plusieurs limitations.
Tout d'abord, si la fréquence sur laquelle vous utilisez est utilisée par une station radio existante, vous êtes coincé. Même si le modèle permet de choisir entre plusieurs fréquences ou même de la sélectionner manuellement, vous ne pouvez jamais être sûr que vous ne croiserez pas une station sur cette fréquence à un endroit ou l'autre de votre voyage.
Et deuxièmement, ben, le son est loin d'être parfait. Le modèle (pas cher, d'accord) que j'ai testé avait de très mauvaises basses et aigues, et une très mauvaise dynamique...
Probablement que le fait que l'antenne soit à l'arrière du toit de la voiture n'arrange rien... Quoiqu'il en soit, il fallait une autre solution - câblée.
L'autoradio de série de la Scénic est un VDO/Dayton/Philips "Tuner List" qui n'a pas d'entrée ligne auxiliaire et ne peut être remplacé (aucune modification permise), et en plus on perdrait les commandes au volant et l'affichage déporté).
La dernière possibilité était le chargeur CD. Comme la voiture a un chargeur 6-CDs d'usine, j'ai d'abord pensé que je pourrais simplement relier la sortie ligne du PC à la place du chargeur, mais j'ai été très déçu de découvrir que la liaison du chargeur à l'autoradio est une connexion numérique.
Mais...
Cette connexion numérique est au format standard SPDIF !
 Changer pinout Brochage chargeur |
 Changer cable M/F Câble M/F chargeur |
First SPDIF test Premier test SPDIF |
So I bought a CD changer M/F cable that I hacked to let all control wires cables pass through, and put a small relay to switch the headunit SPDIF input from the changer output to the PC one as soon as the PC is powered (see schematics below). This way, the headunit always "thinks" it is playing the sound coming from the CD-changer, but it actually decodes anything the PC outputs...
J'ai donc acheté un câble M/F pour chargeur CD que j'ai "piraté" en laissant tous les fils de contrôle inchangés mais en mettant un petit relais pour basculer l'entrée SPDIF de l'autoradio de la sortie du chargeur vers celle du PC dès que le PC est alimenté (cfr schéma ci-dessous). De cette manière, l'autoradio "croit" toujours qu'il joue le son du chargeur CD mais décode en fait ce que le PC envoie...
 SPDIF relay switch Bascule SPDIF à relais |
 Schematics Schéma |
The manual on my CD (as well as the one I found on the net) says that the SPDIF_SEL jumper should be on 1-2 for SPDIF and 3-4 for video on the RCA connector while it actually is the contrary ! Without this ViaArena forum thread, I would probably have sent the motherboard back for refund.
Le manuel sur mon CD (comme celui que j'ai trouvé sur le net) dit que le jumper SPDIF_SEL doit être en position 1-2 pour SPDIF et 3-4 pour avoir la vidéo sur le connecteur RCA, alors que c'est le contraire. Sans cette discussion sur le forum ViaArena, j'aurais probablement demandé le remboursement de la carte mère...
Power supply
As one of the requirements of the project was to have zero modification to the car, I couldn't afford to run a power wire from the battery to the PC, so I had to rely on existing power supplies. Hopefully, the Scenic provides not less than 4 cigar-lighter sockets in the car, among which one in the console.However, these sockets are only powered when the ACC line is powered, so I had to find a solution to shut the PC down cleanly when you stop the engine and the ACC goes off .
The solution implemented is to have a small secondary battery acting as a buffer ("Tank battery") to power the PC while it shuts down cleanly.
The simplified schematics (without switches, leds nor fuses) is as follows :
Alimentation
Comme une des contraintes du projet était de n'avoir aucune modification à la voiture, je ne pouvais me permettre de tirer un câble d'alimentation de la batterie au PC, donc j'ai dû me baser sur les points d'alimentation existants. Heureusement, la Scénic dispose de pas moins de 4 prises allume-cigare dans l'habitacle, dont une dans la console.Toutefois ces prises ne sont alimentées que quand le contact est mis, donc j'a dû trouver une solution pour arrêter le PC proprement quand on coupe le contact.
La solution implémentée est d'avoir une petite batterie secondaire qui joue un rôle de tampon pour alimenter le PC pendant qu'il s'arrête proprement.
Le schéma simplifié (sans interrupteurs, leds ni fusibles) est le suivant :
The PC draws about 50W while running (estimated), and the M1-ATX power supply is rated 90W, so I based all my calculations on a 10Amp current drawn from the main battery for the PC (10A x 12V = 120W).
The top diode makes sure that no power is ever drawn from the tank battery by the main car power, even in case of default (ACC On while cranking from a dead main battery). There's an interesting thread on mp3car discussing ways to avoid this diode (and thus the incurred voltage drop) but in this particular case, the cigare-lighter plug had to be isolated from the rest of the PC to create the fake "ACC" signal needed by the M1 to shut down the PC when the ACC is not powered anymore. This use of the main power as a fake ACC line in not the typical use of the M1, but it is perfectly reliable.
The tank battery is a 3.4 Ah SLA (Sealed Lead Acid), so it could theoretically power the PC during 20 minutes (3.4Ah/10A = 0.34h). As it will never be fully charged due to the diode voltage drop, temperature conditions, etc., I am counting on 5 to10 minutes, which should be more than enough for shutdown.
The 6.8 Ohm resistor limits the current that can flow into to the tank battery. The M1 has a deep-discharge protection that cuts the power when the input voltage drops below 11V for more than 1 minute, so let's say the SLA could drop to 10 V before being saved by the M1. Then, on next engine start, the voltage applied to the resistor would be about 4V (14.5V alternator - 0.5V diode drop - 10V SLA), resulting in a safe 0.6A (dissipating 2.4W in the resistor). Choosing a higher resistor value would be ok too, but as each elecron going to the secondary battery has to go through this resistor, that would spill more energy in the resistor.
The second diode bypasses the resistor when the PC is powered by the tank battery.
The MBR3045 (two diodes in the same chip) was chosen to allow a 10A current with a small voltage drop, and is fixed to a radiator taken from an old PC power-supply.
Le PC tire autour de 50W en fonctionnement (estimation) et l'alimentation M1-ATX est une 90W, donc j'ai basé mes calculs sur un courant maximal de 10A tiré de la batterie principale pour le PC (10A x 12V = 120W).
La diode supérieure assure qu'aucune puissance ne sera jamais tiré de la batterie secondaire par la voiture, même en cas de défaut (démarrage avec la batterie principale vide). Il y a une discussion intéressante [en] sur mp3car sur la manière d'éviter cette diode (et donc la chute de tension qu'elle provoque) mais dans ce cas précis, il fallait isoler la prise allume-cigare du reste du PC pour créer un pseudo-"signal contact" pour que la M1 puisse arrêter le PC quand le contact est coupé. Cette utilisation de l'alimentation principale comme pseudo-"contact" n'est pas l'utilisation typique de la M1, mais il est parfaitement fonctionnel.
La batterie secondaire est une SLA (Plomb/Acide scellée) de 3.4Ah, donc elle pourrait en théorie alimenter le PC 20 minutes (3.4Ah/10A = 0.34h). Comme elle ne sera jamais tout à fait chargée à cause de la chute de tension de la diode, de la température, etc., je compte sur 5 à 10 minutes, bien assez pour un arrêt propre du PC.
La résistance de 6.8 Ohm limite le courant qui va arriver à la batterie secondaire. Comme la M1 a une protection contre la décharge qui coupe l'alimentation quand la tension d'entrée passe sous 11V pendant plus d'1 minute, disons que la SLA peut descendre à 10V avant d'être sauvée. Au démarrage suivant, la tension appliquée à la resistance serait de 4V (14.5 alternateur - 0.5 sur la diode - 10V SLA), provoquant un courant raisonnable de 0.6A (dissipant 2.4W dans la résistance). On aurait pu choisir une résistance plus élevée, mais comme chaque électron allant vers la batterie secondaire doit franchir cette résistance, cela gaspillerait plus d'énergie dans la résistance.
La seconde diode court-circuite la résistance quand le PC est alimenté par la batterie secondaire.
Le MBR3045 (deux diodes en un seul chip) a été choisi pour permettre un courant de 10A avec une faible chute de tension et sont assorties d'un dissipateur récupéré dans une vieille alimentation de PC.
Heat extraction (changed in version 2)
Any PC hobbyist will tell you that one secret of PC hardware longevity is good ventilation.The problem is that the console is a dead-end : it only opens on the top-side so the air cannot really "flow through it".
I first thought I could let only about 5 centimeters of the console cover open and put there both an extraction fan and a tube going diagonally so that fresh air is fed to the bottom of the console, but that was inconvenient and hard to do. Moreover, the VGA and USB cables have to go out of the console and it's easier to let it open...
So I finally put a big fan at the front to extract hot air. That's not the ideal solution but the best I could do. I think however that the glove box will be a better place for a future version 2.
Extraction de la chaleur (changé en version 2)
Tout amateur de PC vous dira que le secret de la longévité du matériel PC est une bonne ventilation.Le problème est que la console est sans issue : elle ne s'ouvre que par le dessus et l'air ne peut donc pas circuler "à travers".
Je pensais dans un premier temps que je pourrais laisser la console ouverte de 5cm et y mettre un ventilateur et un tube en diagonale pour que de l'air frais soit apporté au fond de la console, mais c'était difficile et peu pratique. De plus, les câbles VGA et USB doivent sortir de la console et il est plus facile de la laisser ouverte.
Donc j'ai finalement mis un grand ventilateur à l'avant pour extraire l'air chaud. Ce n'est pas idéal mais c'est le mieux que je puisse faire. Je pense toutefois que la boîte à gants sera une meilleure place pour une future version 2.
PC Hardware
The PC in itself is made of :- An Epia M-10000 Mini-ITX motherboard (140 EUR)
- 256 Mb RAM (23 EUR)
- M1-ATX power supply (68 EUR)
- 12V / 3.4Ah SLA Battery (19 EUR)
- MM400 7" Touchscreen (branded as CarTFT.com but same as the one available on LinITX.com or as Tview T700TS for example) + Navilock USB GPS "mouse" receiver (319 EUR for the bundle)
- A standard (3.5") Western Digital WD1200 120 Gb hard drive (spare part)
- A standard (5.25") NEC DV-5700A DVD Player (spare part). Changed in version 2.
Except for the spare parts I had laying around, all parts were bought from CarTFT.com : excellent service and best prices I found in the EUR-zone - at least for me.
Less than 600 EUR with a touchscreen (including shipping and handling) is not really what I call "expensive" if you ask me.
Matériel pour le PC
Le PC en lui-même est constitué de :- Une carte mère Mini-ITX Epia M-10000 (140 EUR)
- 256 Mb de RAM (23 EUR)
- Une alimentation M1-ATX (68 EUR)
- Une batterie SLA 12V / 3.4Ah (19 EUR)
- Un écran tactile 7" MM400 (au logo de CarTFT.com identique à celui de LinITX.com ou sous le nom "Tview T700TS" par exemple) + un récepteur GPS "souris" Navilock USB (319 EUR pour les deux)
- un disque dur standard Western Digital WD1200 (3.5") de 120 Gb (de réserve)
- un lecteur DVD standard (5.25") (de réserve). Changé en version 2.
A part pour les pièces de réserve que j'avais, tout a été acheté chez CarTFT.com : service excellent et les meilleurs prix pour de la zone Euro - en tout cas pour moi.
Moins de 600 EUR avec écran tactile (frais de port inclus) n'est pas ce que j'appelle un prix "déraisonnable".
Hard drive suspension
A classical problem frequently discussed in forums is "will a (standard, non-laptop) hard drive stand vibrations and shocks of a car ?"The answer is yes, but better take a few precautions.
After much reading and thinking, my conclusion is that first you have to distinguish vibrations happening in a car not only according to their intensity but also according to their frequency and second the important thing is not only to suspend but most importantly to dampen.
- For high-frequency vibrations like those of a running engine (open you car door and touch its top with your teeth to see what I mean :-)), I used small rubber "silent-blocks" - recycled from an old 130 Mb Seagate hard drive - that prevent all metallic contact between the disk and the case.
- For low-frequency vibrations (bumps in the road), I have an expensive suspension system that came free with the car (© Steve Goodman), and by placing the disk parallel to the car's wheels, you reduce the chances that potential shocks transmitted to the disk cause a crash of the disk heads against the platters. The worst case would be that you'll get a read error and a software hang.
Suspension du disque dur
Un problème classique abordé fréquemment sur les forums est "un disque dur (standard, pas de PC portable) va-t-il supporter les vibrations et chocs d'une voiture ?"La réponse est oui, mais autant prendre quelques précautions.
Après beaucoup de lecture et de réflexion, ma conclusion est que d'une part, il faut distinguer les vibrations subies dans une voiture non seulement selon leur intensité mais aussi selon leur fréquence, et que d'autre part, l'important n'est pas tant de suspendre mais surtout d'amortir.
- Pour les vibrations à haute fréquence comme la rotation du moteur (ouvrez votre portière et posez vos dents sur le métal pour voir ce que je veux dire :-) ), j'ai eu recours à de petits "silent-blocks" en cahoutchouc - récupérés d'un vieux disque dur Seagate de 130 Mb (!) - qui empêchent tout contact métallique entre le disque et le boîtier.
- Pour les vibrations à basse fréquence (route inégale), je dispose d'un coûteux système de suspension qui a été conçu par les ingénieurs de Renault (© Steve Goodman), et en prenant soin de placer le disque parallèlement aux roues, on diminue les chances que d'éventuels chocs transmis au disque ne causent un crash des têtes sur le disque. Au pire, on aura une erreur de lecture et un plantage soft.
 Original hard-drive Disque dur original |
 Original, mounted Original, montée |
 Original, unmounted Originale, démontée |
 Transformed, unmounted Transformée, démontée |
 Transformed, mounted Transformée, montée |
Power consumption (changed in version 2)
One might think, and rightly so, that the 90W M1-ATX is a too small power supply for the hardware used.Indeed, it's not the total power that's critical, but one of the voltages rails - namely 12V. The M1 is designed to provide a maximum of 2A and I'm drawing a potential 2.11 to 2.18A from it. That's why I only use the DVD drive for installing software, and not for DVD playback, and only when the PC is outside of the car to monitor temperature and increase air circulation. When the drive motor is not in use, power consumption obviously drops.
I believe both the makers of the DVD drive and the M1 power supply took security margins, but anyway, I don't feel comfortable with that and I think I'll remove the DVD drive for version 2. Network connection and USB keys should fulfill all file transfer needs...
Here's a detailed power status :
Puissance consommée (changé en version 2)
Certains pourraient penser - et auraient raison - que la M1 ATX 90W est une alimentation trop faible pour le matériel utilisé.En effet, ce n'est pas la puissance totale qui est critique, mais celle d'un des rails de tension, à savoir le 12V. La M1 est conçue pour fournir 2A maximum et j'en tire potentiellement 2.11 à 2.18A. C'est pourquoi j'utilise le DVD seulement pour installer des logiciels et pas pour jouer des DVD, et seulement quand le PC est hors-voiture pour surveiller la température et augmenter la circulation d'air. Quand le moteur du lecteur ne tourne pas, la puissance consommée chute bien entendu.
Je crois que les fabricants tant du lecteur que de la M1 ont pris des marges de sécurité, mais quoi qu'il en soit, je ne suis pas à l'aise avec ça et je pense que je ne mettrai pas de DVD dans la version 2. La connexion réseau et une clé USB devrait satisfaire tous les besoins de transferts de fichiers...
Voici un statut détaillé des puissances :
| 3.3V | 5V | 12V | 5V SB | P | |
| Epia M-10000 (*) | 2.73A - 3.38A | 0.98A - 3.22A | 0.16A - 0.23A | 0.14A - 0.19A | 16.5W - 31.0W |
| HD WD-12000 | 0.8A | 0.45A | 9.4W | ||
| DVD NEC DV-5700A | 1.5A | 1.5A | 25.5W | ||
| USB GPS | 0.09A | 0.45W | |||
| USB Touchscreen (**) | 0.2A | 1W | |||
| Total | 2.73A - 3.38A | 3.57A - 5.81A | 2.11A - 2.18A | 0.14A - 0.19A | 52.9W - 67.3W |
| M1-ATX maximum | 10A (15A peak) | 10A (15A peak) | 2A (2.5A peak) | 1.5A (2A peak) | 92W |
(**) Estimated. No data available...
(**) Estimé. Aucune donnée disponible...
Software
Nothing specific to me here.I still haven't chosen the final software configuration because I'd like to stay with as much free software as possible but I am not satisfied with free GPS apps such as GPSDrive...
Is it so hard to write a navigation app ;-) ?
Logiciels
Rien qui me soit spécifique ici.Je n'ai toujours pas choisi définitivement la configuration logicielle parce que je voudrais rester autant que possible avec des logiciels libres mais je ne suis pas satisfait des applications GPS libres telles que GPSDrive...
C'est si difficile, d'écrire un programme de navigation ;-) ?
Final result
Résultat final
 Final PC (animated) PC final (animé) |
 Final PC (with key) PC final (avec légende) |
 Final PC, in place PC final, en place |