Spis treści:
Obecnie dla nikogo nie jest już tajemnicą, że motoryzacją rządzi elektronika, a najlepszym dowodem tego stanu jest wstrzymanie produkcji samochodów niektórych marek w wyniku półprzewodnikowego krachu, jaki nawiedził świat elektroniki w 2021 roku. Osoby zmotoryzowane, które pragną cieszyć się nowoczesnymi gadżetami, nie są jednak skazane na zakup najnowszych modeli topowych aut, co więcej – mogą nawet zrezygnować z dostępnych na rynku urządzeń na rzecz budowy własnych rozwiązań, znacznie tańszych i z pewnością dostarczających znacznie większej satysfakcji.
Tym razem na naszym blogu zajmiemy się tematyką instalacji Raspberry Pi jako multimedialnego „komputera pokładowego” w dowolnym samochodzie starszej generacji.
Raspberry Pi w samochodzie – najważniejsze wyzwania dla projektanta
Minikomputer Raspberry Pi posiada „na pokładzie” wszelkie niezbędne wyposażenie, które umożliwia mu pracę w roli multimedialnego centrum rozrywki – duża pamięć RAM, wydajny procesor z kilkusetmegahercowym GPU oraz jeden lub dwa porty HDMI pozwalają na odtwarzanie filmów, muzyki czy też przeglądanie zasobów internetowych. Sama płytka minikomputera nie jest jednak przystosowana do pracy w dość trudnym środowisku, jakim jest wnętrze samochodu.
Choć w czasie jazdy w klimatyzowanej kabinie panują warunki zbliżone do pokojowych, to podczas postoju na nasłonecznionym parkingu lub w mroźną, zimową noc, wahania temperatur mogą być naprawdę zaskakujące. Dlatego też pierwszym aspektem, który należy rozważyć planując instalację „maliny” w roli radia samochodowego, jest odpowiednia obudowa i jej zamocowanie w przestrzeni kabiny. Warto zadbać o zewnętrzną obudowę o relatywnie wysokim stopniu szczelności (w celu ochrony przed wilgocią), nie zapominając jednak o wewnętrznym systemie chłodzenia – dobrym wyjściem może być zastosowanie obudowy metalowej, połączonej termicznie z radiatorem Raspberry.
Innym ważnym aspektem jest ochrona przed drganiami – wibracje spowodowane pracą silnika, jak i pokonywaniem terenowych nierówności, potrafią skutecznie skrócić czas bezawaryjnej eksploatacji miniaturowego komputera, stąd szczególnie cenne może okazać się zastosowanie amortyzacji w postaci specjalnych absorberów drgań, stosowanych szeroko m.in. w napędach optycznych komputerów.
Zasilanie i podłączenie urządzeń zewnętrznych
Kolejnym ważnym aspektem, jaki należy przemyśleć chcąc zastosować Raspberry Pi jako radio samochodowe, jest kwestia zasilania. W instalacji samochodowej napięcie nominalne wynosi co prawda 12 V, jednak należy spodziewać się sporych wahań napięcia, spowodowanych m.in. rozruchem silnika, używaniem oświetlenia pojazdu czy też procesem rozładowywania akumulatora. Niezbędna okaże się zatem odpowiednia przetwornica DC/DC, zapewniająca wystarczającą wydajność prądową (najlepiej około 3 A) i wyposażona w dodatkowe zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, np. w postaci transila, włączonego równolegle do wejścia przetwornicy. Nie należy zapominać także o osobnym bezpieczniku, oddzielającym przetwornicę od akumulatora.
Wszelkie połączenia z urządzeniami zewnętrznymi – np. jednym lub dwoma ekranami HDMI, systemem audio, czy też portem USB do podłączenia pendriva z plikami multimedialnymi – warto wykonać z użyciem odpowiednio ułożonych i zabezpieczonych przewodów oraz gniazd – niektórzy producenci oferują złącza o wysokim poziomie szczelności, choć równie dobrym wyjściem mogą okazać się odpowiednio dobrane przepusty kablowe.
Do czego można wykorzystać Raspberry Pi w samochodzie?
Najnowsza, czwarta generacja „maliny” jest wyposażona już nie w jedno, ale aż dwa wyjścia HDMI (w rozmiarze micro), co pozwala na podłączenie dwóch niezależnych ekranów o wysokiej rozdzielczości – jeden z nich warto umieścić w polu widzenia kierowcy, w rejonie deski rozdzielczej, drugi zaś może być zainstalowany np. na zagłówku fotela kierowcy lub pasażera, pozwalając osobom podróżującym na tylnych siedzeniach na korzystanie z zasobów internetowych lub wyświetlanie filmów w czasie długiej podróży. W przerwach od prowadzenia samochodu kierowca może skorzystać z przedniego ekranu np. do sprawdzenia poczty email, newsów na ulubionych portalach, czy też obejrzenia krótkiego filmu albo wykonania połączenia telekonferencyjnego.
Nie sposób nie wspomnieć także o wykorzystaniu Raspberry Pi do odtwarzania radia internetowego bądź podcastów z serwisów streamingowych – przy olbrzymich możliwościach „maliny” jest to jednak tylko ułamek obszaru potencjalnych zastosowań.
3 odpowiedzi
Chętnie bym poczytał taki poradnik o integracji Raspberry Pi, Arduino, modułów do nich, czy choćby zewnętrznych konwerterów CAN (np. https://www.peak-system.com/Produkte.57.0.html) ze starszym samochodem – na tyle nowym, aby dało się już sterować elektrycznie pracą całego układu jezdnego, a na tyle starym lub budżetowym, aby nie było to jeszcze zrobione przez producenta.
Ale to by musiał być poradnik z konkretami – i dotyczący nie oglądania filmów z zagłówka kierowcy, ale właśnie sterowania układem jezdnym: uruchomienie silnika, bieg, sprzęgło, gaz, regulacja obrotów/prędkości itp.
Konkrety, czy jakich dokładnie elementów użyć, jak podłączyć (ew. z uwzględnieniem różnic między samymi modelami samochodów), wgrać oprogramowanie, a potem najważniejsze: jak różne rzeczy zmierzyć i skalibrować. Np. jak przeliczyć typ i wielkość opon na prędkość, oraz co ustawić w kodzie programu, aby to się zgadzało.
Dziękujemy za sugestie i ciekawe pomysły. Weźmiemy je pod uwagę pracując nad przyszłymi artykułami.
Dla tych którzy czytają najpierw komentarze: Wpis to strata czasu, nie dowiemy się niczego konkretnego. Nie ma też prostego sposobu na wybudzanie maliny po zapłonie samochodu. Zacząłem nad takim projektem prace kilka lat temu i na dzień dzisiejszy odpuszczam.