Que es un carputer

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Que es un carputer

Curso: Ordenador en el automóvil (CARPUTER o CAR-PC) - Componentes
Gerardo Ortega Íñiguez
1. INTRODUCCIÓN.
1.1. ¿QUÉ ES UN CAR-PC?
Car-PC o Carputer es el nombre que se le empezó a dar hace tiempo a los ordenadores
instalados en el coche, nace de la fusión de Car y Computer.
1.2. ¿POR QUÉ UN ORDENADOR EN EL COCHE?
Buena pregunta pero complicada de responder, ya que se puede hacer absolutamente lo
mismo que con un ordenador normal y corriente con el único añadido de que no estás en
casa o en el trabajo, sino en el coche.
Esto tiene ventajas y desventajas. Evidentemente no vas a escribir documentos ni crear
hojas de cálculo mientras conduces, pero sí podrás hacer otras cosas:
Te ahorrarás el llevar cds de música en el coche, no tendrás que preocuparte por
cambiar de disco ya que podrás llevar una colección tan grande como te lo permita tu
disco duro. Imagina 500 GB de música, llevarás literalmente todos tus discos y estará
al alcance del dedo.
Tienes que ir por motivos de trabajo a ese pueblo perdido del mundo que no sabes
dónde está o has quedado en una calle que no conoces, estás planificando unas
vacaciones y no sabes qué ruta coger... pues solo necesitas un GPS. Con el GPS
podrás ver en directo por dónde te mueves en el mapa y te indicará tanto por pantalla
como por mensajes hablados lo que debes hacer para llegar a tu destino.
Además en ese viaje te has llevado la cámara de fotos digital y ya has llenado la
memoria, no hay problema porque enchufas tu cámara al PC, descargas las fotos y a
seguir disparando.
Todas las mañanas igual, atasco camino del trabajo. No pasa nada, tienes juegos en
tu PC, tienes películas en DIVX, DVD, los capítulos de los simpsons... ¡cualquier cosa
que se te ocurra! ¡Piensa que tienes un ordenador!
Con el cable de diagnosis y el software adecuado podrás conocer los parámetros de
funcionamiento de tu coche.
Siempre te pasa lo mismo, te cuesta una barbaridad aparcar porque tu coche no te
deja ver bien al de atrás, menos mal que tienes tu webcam de visión trasera y sabes
exactamente a la distancia que estás y ahora puedes aparcar sin problemas.
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1.3. PRIMEROS PASOS.
Lo primero, antes de gastar un euro, es buscar un
emplazamiento para el ordenador y los componentes
necesarios. Estos componentes irán en función de lo que
se necesite o de lo que se quiera tener disponible en el
coche, pero en todo caso incluirá una pantalla de 7” (lo
habitual) y determinados periféricos que se conectarán
con el ordenador vía USB o BlueTooth. Éstos pueden ser
un teclado, un GPS, un DVD externo, etc.
Fig.1 – Pantalla del Car-PC
integrada en el salpicadero.
Respecto al ordenador, procura tener claro qué
quieres. Si un ordenador “de casa” adaptado al
coche, si un portátil que se ha quedado atrás,
si un ordenador lo más compacto posible con
componentes nuevos, o aprovechando algo
que ya tengas, etc. En todo caso (excepto en el
caso de un portátil, claro) necesitarás o bien
crear o bien comprar una caja de reducido
tamaño, porque las domésticas habituales te
ocuparían
como
medio
maletero.
Evidentemente tendrás que buscar algo que se
adapte al hueco disponible.
Fig.2 – Caja del Car-PC en el maletero.
1.4. ¿QUÉ HARDWARE USAR?
Esta es una de las preguntas críticas y de lo que depende todo el resto del montaje.
Básicamente hay tres opciones:
Ordenador de sobremesa: Es la opción más barata pero no la más
óptima. Es una buena solución para empezar en el carputer y si
tienes un ordenador que no utilizas. No es la mejor de las opciones
a pesar de ser la más barata ya que ocupará más espacio en tu
coche y el consumo de energía es mayor... lo cual es un parámetro
crítico en este tema.
Fig.3 – Caja de un ordenador sobremesa.
Ordenador específico para coche: Es la mejor de las opciones ya que aprovecha la
potencia de tu batería al máximo. No ofrece un rendimiento tan grande como un pc de
sobremesa
ya
que
usa
microprocesadores de bajo consumo
(y por tanto de media potencia). En
esta categoría están las placas Epia,
miniITX, discos duros portátiles, DVD
slim, etc.
Fig.4 – Caja Voom-PC2 de un ordenador para coche.
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Portátil: Es una solución a caballo entre los dos casos
anteriores. Es caro si compras el portatil nuevo pero barato
si ya dispones de él. Además la alimentación no será un
gran problema ya que existen cargadores específicos a
bajo precio.
1.5. ALIMENTACIÓN.
Fig.5 – Ordenador portátil.
La alimentación es el punto más crítico de todo el conjunto. En función del tipo de Carputer
que se haya pensado instalar existen las siguientes opciones:
• PC de sobremesa: las opciones son pocas, la principal y prácticamente la única es
usar un inversor de 12 a 230 voltios. Este aparato lo que hace es transformar los 12
voltios de corriente continua que suministra la
batería a 230 voltios de corriente alterna, es
decir, tenemos un enchufe de casa pero en el
coche. En ese enchufe se puede conectar
cualquier cosa, incluyendo lo que nos
interesa: el ordenador. Es importante que sea
de una potencia suficiente, un inversor de 150
W se quedará corto para la mayoría de
ordenadores lo que desembocaría en
calentones e incluso que se fría el inversor.
Uno de 300 W es una solución ideal para la
mayoría de configuraciones aunque si el
equipo es un Pentium 4 o similar y está
bastante cargado de periféricos nunca viene
Fig.6 – Inversor de 200 W.
de más conseguir uno de 600 W.
• Placa mini-ITX: este tipo de placas se caracterizan por su bajo consumo, lo cual las
hace ideales para instalar en un coche. Si ésta ha sido la elección entonces la
alimentaremos con una fuente DC-DC que transforma los 12 voltios de continua de la
batería en todos los voltajes que necesita el ordenador (+12, -12, +5.5...), de esta
manera evitamos las pérdidas que se producen en los inversores y aprovechamos
mucho mejor la carga de la batería. Si bien es una opción algo más cara que la de los
inversores, conseguiremos aumentar la vida de nuestra batería y además el tiempo
que podemos estar con el coche apagado y el ordenador encendido. Últimamente
están surgiendo placas que ya traen incorporada la fuente de alimentación por lo que
tan solo hay que conectarlas directamente a la batería del coche.
• Portátil: la mejor solución es comprar un cargador
específico para coche. Puedes tenerlo conectado para
que se cargue el portátil cuando el coche está en marcha
(no gasta batería) y cuando apagas el coche alimentar el
portátil con sus propias baterías.
Fig.7 – Cargador de coche para portátiles.
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1.6. SONIDO.
Este es otro de los puntos “calientes” de la instalación y que a
mucha gente trae por el camino de la amargura. El punto de
inflexión está en si la radio que se utilizará en el coche tiene
entrada auxiliar. Esta entrada sirve para conectar cualquier fuente
de sonido de manera que la radio se encarga de amplificarla y
sacarla por los altavoces. Si no dispones de dicha entrada auxiliar
hay muchas marcas que venden adaptadores para enchufar en la
entrada del cargador de CDs y conseguir a partir de ahí la entrada
auxiliar.
Fig.8 – Entrada auxiliar.
Si lo anterior parece imposible, quedan dos alternativas: usar un modulador (o emisor) de
FM de manera que en la radio se sintonice la frecuencia del ordenador como si se tratase de
una estación de radio cualquiera; la otra alternativa es pasar el sonido directamente hasta un
amplificador (etapa de potencia) y de ahí distribuirlo a los altavoces.
Lo más sencillo es disponer de la entrada auxiliar ya que será enchufar un cable y listo, pero
hay veces en las que no es posible. Los problemas surgen sobre todo con las radios de serie
que montan los coches, ya que una radio comprada normal y corriente pioneer, jvc, alpine,
etc. dan la posibilidad de conectar el adaptador al cargador o incluso ya traen la entrada
auxiliar.
1.7. PANTALLAS.
Hay dos opciones:
1. Monitor con entrada de video: el campo aquí es muy amplio, es fácil encontrar en
bazares y tiendas de electrónica pantallas de pocas pulgadas 5-7 que pueden
conectarse a los 12 voltios de un coche. Normalmente tienen entrada de video que
será lo que utilicemos para pasarle la imagen. No es una solución ideal ni mucho
menos, más bien diría que no es nada recomendable ya que la calidad de imagen de
la salida de video compuesto de un PC es realmente mala. Las letras se verán muy
borrosas y casi ilegibles.
2. Monitor TFT con entrada VGA: opción ideal al disponer de entrada VGA, que es el
conector típico de todos los monitores. Tienes que pensar en esta pantalla como una
pantalla TFT de ordenador normal y corriente, porque es precisamente eso, salvo que
su tamaño es mucho más pequeño (y su consumo). Además una opción ideal sería
que la TFT fuera a su vez táctil, la entrada será mucho más sencilla y nos evitaremos
engorros de teclados, ratones, etc.
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2. CAJAS.
2.1. CAJAS TAMAÑO DIN (como un autoradio).
Tendrás un ordenador del tamaño de una radio de coche, con ciertas limitaciones
provocadas por el pequeño espacio.
Ventajas: son obvias... Si el coche tiene dos huecos para radio podrás tener en uno la
radio y en el otro un ordenador completo. Además no pierdes espacio ni del maletero ni
de la guantera.
Desventajas: los componentes internos del
ordenador han de ser similares a los de un portátil.
Es decir, disco duro de 2,5” de ancho, memoria de
perfil bajo, placa base específica tipo Nano-ITX
(tamaño 110x110mm). Estas placas base incluyen
todo lo que puede traer una placa como la que tienes
en el ordenador de tu casa, o incluso más, pues
incorporan tarjeta de vídeo (que tomará la memoria
“prestada” a la RAM), tarjeta de red, además de los
puertos habituales. Otra desventaja es que en cajas
de este tamaño no podrás instalar ninguna tarjeta
PCI, pues aunque las placas Nano-ITX tienen un slot
PCI, no caben en esta caja.
Fig.9 – Cajas tamaño DIN.
Ojo, las cajas DIN suelen incluir una fuente de alimentación que NO VALDRÁ PARA
USARLA EN EL COCHE. Estas fuentes de alimentación traen un adaptador que convierte la
corriente de 230 V de casa en 12 V. Este voltaje, que casualmente coincide con el voltaje de
la batería del coche, no implica que se pueda enchufar la batería directamente al ordenador.
2.2. CAJA TIPO “BAREBONE”.
Son más pequeñas que las típicas torres o semitorres de un PCSobremesa.
Dimensiones :
Tamaño placa base:
Bahías 3.5" :
Bahía 5.25”:
Conexiones frontales:
Slot Expansión:
Ventilador de sistema :
200 (H) x 330 (L) x 225 (A)
Mini-ITX
1 Externa y 2 internas
2 Externas
2xUSB 2.0/1xMIC/1xAudio
2
2 * 40x40x10
Fig.10 – Caja BAREBONE.
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2.3. CAJA “VoomPC-2”.
Esta caja está especialmente diseñada para trabajar bajo duras condiciones. Ideal para
ordenadores en coches, barcos, camiones, o en aquellas soluciones en las que se requiera
una gran resistencia a la temperatura, esfuerzos mecánicos y el espacio sea clave.
Fig.11 – Caja Voom-PC2 de un ordenador para coche.
Está diseñada para alojar placas con formato Mini-ITX (170x170mm) ya sean tipo VIA EPIA
sin ventilador, con ventilador o placas Mini-ITX Pentium.
Ventajas:
o Los orificios para los anclajes ya están hechos.
o La caja en sí es un gran disipador de aluminio anodizado extruido de 5.5 mm de
grosor que le confiere una extraordinaria rigidez y transferencia térmica. Además
incorpora dos ventiladores.
o Permite un fácil acceso a todas las conexiones.
o Tiene un alojamiento para la fuente para batería M1-ATX o M2-ATX.
Desventajas: hay que colocarla, preferentemente, en el maletero.
La diferencia con respecto a la VoomPC-1 es que ésta caja dispone de una bahía slim en el
frontal para instalar unidades ópticas, además de 2 puertos USB y salidas de audio RCA.
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3. COMPONENTES (HARDWARE).
3.1. PLACA BASE.
La placa base o placa madre (motherboard o mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a
la que se conectan las demás partes del ordenador. Tiene instalados una serie de
integrados, entre los que se encuentra el Chipset que sirve como centro de conexión entre
el procesador, la memoria ROM, los buses de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de una caja por lo que se fabrican sobre una lámina en la que se
conectan dispositivos externos, muchos conectores internos y zócalos para instalar
componentes dentro de la caja del ordenador. La placa base además incluye un software
llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas como pruebas de los
dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema
operativo.
Las placas base necesitan tener dimensiones compatibles con las cajas que las contienen,
de manera que desde los primeros ordenadores personales, se han establecido
características mecánicas, llamadas factor de forma. Definen la distribución de diversos
componentes y las dimensiones físicas como por ejemplo el largo y ancho de la tarjeta, la
posición de agujeros de sujeción y las características de los conectores.
Fig.12 – Distintos factores de forma para placas base.
3.1.1. PLACA BASE STANDARD-ATX.
El Standard-ATX (Advanced Technology Extended) fue creado por Intel en 1995. Fue el
primer cambio importante en muchos años en el formato de las placas base de PC. ATX
reemplazó completamente al antiguo estándar AT, convirtiéndose en el factor de forma
estándar de los equipos nuevos.
Otros estándares con placas más pequeñas, incluyendo Micro-ATX y Mini-ITX, mantienen la
distribución básica original pero con un tamaño de la placa y un número de ranuras (slots) de
expansión menor. En 2003, Intel anunció un nuevo estándar, el BTX, que intenta ser un
reemplazo del ATX, pero de momento el formato ATX sigue siendo el estándar utilizado por
la mayoría de los fabricantes de PC libre, mientras que el BTX lo han adoptado solamente
los fabricantes de equipos completos como Dell y HP.
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Fig.13 – Placa base con factor de forma Standard-ATX.
Fig.14 – Panel I/O de la placa base con factor de forma Standard-ATX.
Las placas base ATX se hicieron muy populares a causa de las ventajas sobre el viejo
formato AT. Las especificaciones técnicas fueron publicadas por Intel en 1995 y actualizadas
varias veces desde esa época, la versión más reciente es la 2.2 publicada en 2004. Una
placa ATX de tamaño completo tiene un tamaño de 305 mm x 244 mm (12" x 9.6").
Otra de las características de las placas ATX son el tipo de conector a la fuente de
alimentación, el cual es de 20 ó 24 (20+4) contactos que permiten una única forma de
conexión y evitan errores como con las fuentes AT (sus conectores P8 y P9 mal conectados
podían quemar el equipo) y otro conector adicional llamado P4, de 4 contactos. También
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poseen un sistema de desconexión por software.
3.1.2. PLACA BASE MICRO-ATX.
Micro-ATX, es un factor de forma pequeño y estándar para placas base de ordenadores. El
tamaño máximo de una placa microATX es de 244 mm × 244 mm (9.6 pulgadas × 9.6
pulgadas), siendo así el estándar ATX un 25% más grande con unas dimensiones de 305
mm × 244 mm.
Fig.15 – Componentes de la placa base con factor de forma Micro-ATX.
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PS2_USB_PWR1 Jumper
Conector ATX 12V (ATX12V1)
P4-478 CPU Zócalo
CPU Módulo del disipador de calor.
CPU Conector del ventilador (CPU_FAN1)
Ranura de 184-pines DDR DIMM (DDR1-2)
Conector de alimentación ATX (ATXPWR1)
Conector IDE primario (IDE1, Azul)
Conector IDE secundario (IDE2, negro)
Ranura AGP (1.5V_AGP1)
Controlador del Puente Sur
Clear CMOS Jumper (CLRCMOS0)
Conector SATA secundario (SATA2)
Conector SATA primario (SATA1)
Conector USB 2.0 (USB67, azul)
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Conector del ventilador del chasis (CHA_FAN1)
Conector del panel del sistema (PANEL1)
Conector del altavoz del chasis (SPEAKER1)
Conector del módulo infrarojo (IR1)
Conector Floppy (FLOPPY1)
Ranura AMR (AMR1)
Chip BIOS
Conector del puerto serie (COM1)
Ranuras PCI (PCI1-3)
JR1 /JL1 Jumpers
Conector del panel frontal de audio (AUDIO1)
Conector interno de audio AUX1 (Blanco)
Conector interno de audio CD1 (Negro)
Conector USB 2.0 compartido (USB4_5, azul)
Controlador del Puente Norte
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Fig.16 – Componentes del panel I/O de la placa base.
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Puerto paralelo
Puerto RJ-45
Line in (Azul claro)
Line out (Lima)
Micrófono (Rosa)
Puertos USB 2.0 compartidos
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Puertos USB 2.0 (USB01)
Puertos USB 2.0 (USB23)
Puerto VGA
Puerto PS/2 teclado (Púrpura)
Puerto PS/2 ratón (verde)
Las placas base Micro-ATX disponibles actualmente son compatibles con procesadores de
Intel o de AMD, pero por ahora no existe ninguna para cualquier otra arquitectura que no sea
x86 o x86-64.
Compatibilidad con ATX
El estándar Micro-ATX fue explícitamente diseñado para ser compatible con ATX, por lo que
los puntos de anclaje de las placas Micro-ATX son un subconjunto de los usados en las
placas ATX y el panel de I/O es idéntico. Por lo tanto, las placas Micro-ATX pueden ser
instaladas en cajas inicialmente diseñadas para placas ATX.
Fig.17 – Posicionamiento de los anclajes de la placa ATX y Micro-ATX.
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Fig.18 – Descripción de los anclajes de la placa ATX y Micro-ATX.
Además, generalmente la mayoría de las placas Micro-ATX usan los mismos conectores de
alimentación que las placas ATX, por lo que pueden ser usadas con fuentes de alimentación
concebidas para placas ATX.
Las especificaciones ATX recomiendan un conector principal de 24 o 20 pines para
suministrar la energía. Este interfaz suministra los estándares de + 5V, + 12V, 3’3V, standby
de 5V y las señales de control.
Fig.19 – Leyenda de pines del conector
de 24 pines que suministra energía.
Fig.20 – Leyenda de pines del conector
de 20 pines que suministra energía.
Además del conector de 24 pin, se incorpora un conector de 2x2 utilizado para las señales
de alimentación a + 12V para el regulador de voltaje del procesador.
Fig.21 – Leyenda de pines del conector de 4 pines.
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Las tolerancias para los suministros de alimentación son los siguientes:
Fig.22 – Rangos de suministro de energía.
Expansión
La mayoría de las placas ATX modernas tienen cinco o más puertos de expansión PCI o
PCI-Express, mientras que las placas Micro-ATX sólo suelen tener tres puertos de
expansión, siendo cuatro el número máximo permitido por la especificación. Para evitar en la
medida de lo posible la ocupación de puertos y para ahorrar espacio en la caja, las placas
Micro-ATX de muchos fabricantes vienen con algunos componentes (como por ejemplo la
tarjeta gráfica) integrados en la misma placa, lo que facilita su utilización en equipos de
reducido tamaño como los centros multimedia o Car-PC.
3.1.3. PLACA BASE MINI-ITX.
Si hemos elegido una caja pequeña, sea DIN o no, debemos optar por alguna placa de la
gama Mini-ITX o Nano-ITX, ambas del fabricante VIA-TECH (VIA Technologies). Aunque es
un formato de origen propietario, sus especificaciones son abiertas. De hecho, otros
fabricantes tienen productos en este formato.
Con anterioridad a la aparición de Mini-ITX, el formato de placa base más reducido que se
había definido era Micro-ATX. No obstante, no se trataba de un producto fácil de obtener en
el mercado, ya que los ordenadores de pequeño tamaño no gozaban aún de interés. Por
ello, el formato ATX copaba las ventas como estándar de factor.
Mini-ITX propone unas dimensiones muy reducidas de placa base, tan sólo 170 mm x 170
mm (6,7 in x 6,7 in), aproximadamente el tamaño de un CD. Se trata de unas dimensiones
inferiores a su antecesor micro-ATX. A pesar de ello, no es el formato más reducido
existente en el mercado ya que, posteriormente, VIA definió el formato nano-ITX y Pico-ITX,
como se puede ver en la figura 12.
Las placas Mini-ITX son generalmente refrigeradas mediante dispositivos pasivos a causa
de su arquitectura de bajo consumo y son ideales para su uso como HTPC (Home Theater
Personal Computer) donde el ruido generado por una computadora y en particular por los
ventiladores de refrigeración, resultaría molesto a la hora de disfrutar una película.
Existe una gama creciente, que ya suele incluir su propio procesador. Las variables de la
gama dependen de la velocidad del micro, del número de puertos (del tipo que sean)
disponibles, de si la placa incluye ya fuente de alimentación, etc. Hay que recordar que, en
principio, para las aplicaciones típicas que nos pueden ser útiles en el coche (GPS, leer
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DVD/DIVX/MP3, etc...) un procesador de 1 Ghz. es suficiente.
Si el espacio no nos preocupa demasiado, podemos optar por una placa como la que monta
el PC de casa. Podemos comprar la que queramos y montarle el último micro del mercado,
si quieres potencia máxima de proceso, pero esto tiene sus inconvenientes, sobre todo por
el tema del consumo.
A la hora de elegir la placa hay que tener en cuenta el número de puertos USB de que
dispone y el número de periféricos USB que utilizarás, o que al menos emplearás
simultáneamente. Más vale tener puertos de más que quedarse corto.
Fig.23 – Placa base con factor de forma Mini-ITX.
Fig.24 – Panel I/O de la placa base con factor de forma Mini-ITX.
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Compatibilidad con Micro-ATX
El estándar Mini-ITX fue diseñado para ser compatible con Micro-ATX, por lo que los puntos
de anclaje de las placas Mini-ITX son un subconjunto de los usados en las placas Micro-ATX
y el panel de I/O es idéntico. Por lo tanto, las placas Micro-ATX pueden ser instaladas en
cajas inicialmente diseñadas para placas ATX.
Fig.25 – Posicionamiento de los anclajes de la placa Mini-ITX.
Fig.26 – Descripción de los anclajes de la placa ATX, Micro-ATX y Mini-ITX.
Todos los interfaces y especificaciones eléctricas de la placa son compatibles con MicroATX. Esto significa que se pueden conectar componentes diseñados para cualquier otro tipo
de PC. Como contrapartida, las placas Mini-ITX solamente disponen de una ranura de
expansión PCI y una ranura para un módulo de memoria.
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3.2. COMPONENTES DE LA PLACA BASE.
3.2.1. ZÓCALO DEL PROCESADOR.
El zócalo (socket) es un sistema electromecánico
de soporte y conexión eléctrica, instalado en la
placa base, que se usa para fijar y conectar un
microprocesador.
El socket va soldado sobre la placa base de
manera que tiene conexión eléctrica con los
circuitos del circuito impreso. El procesador se
monta de acuerdo a unos puntos guía (borde de
plástico, indicadores gráficos, pines o agujeros
faltantes) de manera que cada pin o contacto
quede alineado con el respectivo punto del socket.
Alrededor del área del socket, se definen espacios
libres, se instalan elementos de sujeción y
agujeros, que permiten la instalación de
dispositivos de disipación de calor, de manera que
el procesador quede entre el socket y esos
disipadores.
Fig.27 – Socket LGA1366 para
microprocesadores Intel.
En los últimos años el número de pines ha aumentado de manera substancial debido al
aumento en el consumo de energía y a la reducción de voltaje de operación. En los últimos
15 años, los procesadores han pasado de voltajes de 5 V a algo más de 1 V y de potencias
de 20 vatios, a un promedio de 80 vatios.
Para trasmitir la misma potencia a un voltaje menor, deben llegar más amperios al
procesador lo que requiere conductores más anchos o su equivalente: más pines dedicados
a la alimentación. No es extraño encontrar procesadores que requieren de 80 a 120
amperios de corriente para funcionar cuando están a plena carga, lo que resulta en cientos
de pines dedicados a la alimentación. En un procesador Socket 775, aproximadamente la
mitad de contactos son para la corriente de alimentación.
3.2.2. ZÓCALO DE MEMORIA.
La memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory, RAM) es la memoria desde
donde el procesador recibe las instrucciones y guarda los resultados. Se trata de una
memoria de estado sólido en la que se puede tanto leer como escribir información. Se utiliza
como memoria de trabajo para el sistema operativo, los
programas y la mayoría del software. Es allí donde se
cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador
y otras unidades de cómputo. Se dicen "de acceso
aleatorio" o "de acceso directo" porque se puede leer o
escribir en una posición de memoria con un tiempo de
espera igual para cualquier posición, no siendo necesario
seguir un orden para acceder a la información de la
manera más rápida posible.
Fig.28 – Zócalo para memoria
RAM.
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Existe una memoria intermedia entre el procesador y la RAM, llamada caché, pero ésta sólo
es una copia de acceso rápido de la memoria principal almacenada en los módulos de RAM.
MÓDULOS DE MEMORIA RAM
Los módulos de memoria RAM son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados
integrados de memoria DRAM por una o ambas caras. La DRAM (Dynamic Random Access
Memory) es un tipo de memoria electrónica de acceso aleatorio, que se usa principalmente
en los módulos de memoria RAM como memoria principal del sistema. Se denomina
dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y
recargarlo, cada cierto periodo de tiempo, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la
posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía
funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de
posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una
memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la
información.
La implementación DRAM se basa en una topología de Circuito eléctrico que permite
alcanzar densidades altas de memoria por cantidad de transistores, logrando integrados de
cientos o miles de Kilobits. La conexión con los demás componentes se realiza por medio de
un área de pines en uno de los filos del circuito impreso, que permiten que el modulo al ser
instalado en un zócalo apropiado de la placa base, tenga buena conexión eléctrica con los
controladores de memoria y las fuentes de alimentación. Los distintos tipos son:
Módulos SIMM (Single In-line Memory
Module): un formato usado en computadores
antiguos. Tenían un bus de datos de 16 o 32 bits
y conexión de 30 o 72 pines.
Fig.29 – Módulos SIMM.
Módulos DIMM (Dual In-line Memory Module): los módulos DIMM son reconocibles
externamente por poseer sus contactos (o pines) separados en ambos lados, a
diferencia de los SIMM que poseen los contactos de modo que los de un lado están
unidos con los del otro. Se caracterizan por tener un bus de datos de 64 bits. Hay de
diversos tipos:
• DIMM de 168 contactos, SDR SDRAM. (Tipos: PC66, PC100, PC133...)
• DIMM de 184 contactos, DDR SDRAM. (Tipos: PC1.600 (DDR-200), PC2.100
(DDR-266), PC2.400 (DDR-300), PC2.700 (DDR-333), PC3.00 (DDR-366),
PC3.200 (DDR-400), PC3.500 (DDR-433), PC3.700 (DDR-466), PC4.000
(DDR-500), PC4.300 (DDR-533), PC4.800 (DDR-600) => Hasta 1 GiB/módulo)
• DIMM de 240 contactos, DDR2 SDRAM.
(Tipos: PC2-3.200 (DDR2-400), PC2-3.700
(DDR2-466), PC2-4.200 (DDR2-533), PC24.800 (DDR2-600), PC2-5.300 (DDR2-667),
PC2-6.400 (DDR2-800), PC2-8.000 (DDR21.000), PC2-8.500 (DDR2-1.066), PC2-9.200
(DDR2-1.150) y PC2-9.600 (DDR2-1.200) =>
Hasta 4 GiB por módulo).
Fig.30 – Módulos DIMM.
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• DIMM de 240 contactos, DDR3 SDRAM. (Tipos: PC3-6.400 (DDR3-800),
PC3-8.500 (DDR3-1.066), PC3-10.600 (DDR3-1.333), PC3-11.000 (DDR31.375), PC3-12.800 (DDR3-1.600),PC3-13.000 (DDR3-1.625), PC3-13.300
(DDR3-1.666), PC3-14.400 (DDR3-1.800), PC3-16.000 (DDR3-2.000) => Hasta
4 GiB por módulo)
Módulos SO-DIMM (Small Outline DIMM): usado en
computadores portátiles. Formato miniaturizado de DIMM.
Los SO-DIMM tienen 100, 144 o 200 pines. Las de 100
pines soporta transferencias de datos de 32 bits, mientras
que las de 144 y 200 lo hacen a 64 bits. estas últimas se
comparan con los DIMMs de 168 pines (que también
realizan transferencias de 64 bits). A simple vista se
diferencian porque las de 100 tienen 2 hendiduras guía, la
de 144 una sola hendidura casi en el centro y las de 200
una hendidura parecida a la de 144 pero más desplazada
hacia un extremo.
Fig.31 – Módulos SODIMM.
3.2.3. CHIPSET.
Se denomina Chipset al conjunto de circuitos integrados principales que van montados
sobre la placa base. Es el eje del sistema, interconectando otros componentes, como el
procesador, las memorias RAM-ROM, las tarjetas de expansión y las de vídeo.
El chipset como tal, no incluye todos los integrados instalados sobre una misma placa base,
por lo general son los dos o tres más grandes. Los demás son los que realizan funciones
específicas como red, sonido, alimentación
eléctrica y control de las temperaturas. El
chipset determina muchas de las características
de una placa base y por lo general, la
referencia de la misma está relacionada con la
del Chipset.
A diferencia del microcontrolador, el procesador
no tiene mayor funcionalidad sin el soporte de
un chipset y es que la importancia del mismo ha
sido relegada a un segundo plano por las
estrategias de marketing.
FUNCIONAMIENTO
Fig.32 – Integrado de un conjunto Nvidia, sin
disipador.
El Chipset es el que hace posible que la placa base funcione como eje del sistema, dando
soporte a varios componentes e interconectándolos de forma que se comuniquen entre ellos
haciendo uso de diversos buses. Es uno de los pocos elementos que tiene conexión directa
con el procesador, gestiona la mayor parte de la información que entra y sale por el bus
principal del procesador, del sistema de vídeo y muchas veces de la memoria RAM.
En el caso de los computadores PC, es un esquema de arquitectura abierta que establece
modularidad: el Chipset debe tener interfaces estándar para los demás dispositivos. Esto
17
permite escoger entre varios dispositivos estándar, por ejemplo en el caso de los buses de
expansión, algunas tarjetas madre pueden tener bus PCI-Express y soportar diversos tipos
de tarjetas con de distintos anchos de bus (1x, 8x, 16x). En el caso de equipos portátiles o
de marca, el chipset puede ser diseñado a la medida y aunque no soporte gran variedad de
tecnologías, presentara alguna interfaz de dispositivo. La terminología de los integrados ha
cambiado desde que se creó el concepto del chipset a principio de los años 90, pero todavía
existe equivalencia haciendo algunas aclaraciones:
Fig.33 – Esquema básico de distribución de trabajo del Chipset.
Puente Norte (NorthBridge): se usa como puente de enlace entre el
microprocesador y la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el
microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP o el PCI-Express de
gráficos, y las comunicaciones con el puente sur. Al principio tenía también el control
de PCI, pero esa funcionalidad ha pasado al puente sur.
Puente Sur (SouthBridge): controla los dispositivos asociados como son la
controladora de discos IDE, puertos USB, FireWire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura
AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN, PCI-Express 1x y una larga
lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es
el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
Se suele comparar al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen
cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada.
3.2.4. CMOS.
La CMOS es una pequeña memoria que preserva cierta información importante mientras
que el equipo no está alimentado por electricidad, con una batería de larga duración
incorporada (pila de botón). La información del CMOS existente en las máquinas de hoy en
día puede dividirse en cinco categorías principales:
18
Información básica de configuración, que
generalmente incluye una utilidad de
configuración automática que detecta los
parámetros correctos de la unidad de disco
duro.
Configuración para ajustar el rendimiento del
sistema.
Selección de características de ahorro de
energía.
Configuración de la contraseña para el
hardware.
Configuración de los periféricos integrados.
Fig.34 – CMOS y pila de alimentación.
Al iniciar el equipo, el BIOS (sistema básico de entrada y salida) del sistema lee la
información almacenada en el CMOS de manera que el BIOS pueda usar esos valores al
configurar el equipo.
3.2.5. BIOS.
El Sistema Básico de Entrada/Salida o BIOS (Basic Input-Output
System) es un código de software que localiza y carga el sistema
operativo en la RAM; es un software muy básico instalado en la placa
base que permite que ésta cumpla su cometido. Proporciona la
comunicación de bajo nivel, el funcionamiento y configuración del
hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y
proporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el
altavoz de la computadora si se producen fallos) durante el arranque.
Fig.35 – BIOS.
La BIOS se encuentra siempre en la memoria principal, pero no en la RAM, que no tiene la
capacidad de existir sin energía, y al apagar el computador se borraría, sino que en la ROM
(Read Only Memory - Memoria de Sólo Lectura), cuyo almacenamiento es permanente.
3.2.6. BUS.
En arquitectura de computadores, el bus es un sistema digital que transfiere datos entre los
componentes de un computador o entre computadores. Está formado por cables o pistas en
un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores además de circuitos
integrados.
En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de
manera que la comunicación entre las partes de computador se hacía por medio de cintas o
muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la
conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada
dispositivo.
La tendencia en los últimos años es el uso de buses seriales como el USB, Firewire para
comunicaciones con periféricos y el reemplazo de buses paralelos para conectar toda clase
de dispositivos, incluyendo el microprocesador con el chipset en la propia placa base.
19
TIPOS DE BUS DE DATOS
Bus paralelo: es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo,
con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada
es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por
la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera
intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de
expansión y de vídeo, hasta las impresoras.
El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier
bus presenta unas funciones en líneas dedicadas:
• Líneas de Dirección: son las encargadas de indicar la posición de memoria o
el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
• Líneas de Datos: trasmiten los bits, de manera que por lo general un bus tiene
un ancho que es potencia de 2.
• Líneas de Control: son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los
dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y
los indicadores de estado.
Fig.36 – Diagrama de un Bus como extensión del bus de procesador.
La frecuencia de trabajo del microprocesador se obtiene como resultado de multiplicar
la frecuencia de reloj del FSB (en MHz) por un factor multiplicador. Este factor
multiplicador, así como la frecuencia de reloj del FSB, pueden alterarse a través de la
configuración de la placa base, generalmente a través de la BIOS, permitiendo así el
overclocking.
El ancho de banda del FSB depende de su tamaño de palabra (si es de 16, 32 o 64
bits), su frecuencia de reloj medida en megahercios y el número de transferencias que
realiza por cíclo de reloj. Por ejemplo, un FSB de 32 bits de ancho (4 bytes),
funcionando a 100 MHz y que realice 4 transferencias por cada ciclo, ofrece un
máximo teórico de 1.600 megabytes por segundo.
Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero una la lógica sencilla, que lo
hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los primeros
microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus del procesador y los
demás integrados "escuchan" las líneas de direcciones, en espera de recibir
20
instrucciones.
Bus serie: en este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de
registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de
banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses
para discos duros, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.
3.2.7. RANURA DE EXPANSIÓN.
Una ranura o slot de expansión, es un elemento de la placa base de un ordenador que
permite conectar a ésta una tarjeta adaptadora adicional o de expansión, la cual suele
realizar funciones de control de dispositivos periféricos adicionales, tales como monitores,
impresoras o unidades de disco.
Los slots están conectados entre sí. Un ordenador personal dispone generalmente de ocho
unidades, aunque puede llegar hasta doce.
TIPOS DE RANURAS DE EXPANSIÓN
AGP (Accelerated Graphics Port): es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como
solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban
el bus PCI. El diseño parte de las especificaciones del PCI, pero cuenta con notables
diferencias como 8 canales más adicionales para acceso a la memoria RAM. Además
puede acceder directamente a esta a través del puente norte pudiendo emular así
memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.
Fig.37 – En marrón la ranura AGP.
El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas y, debido a su
arquitectura, sólo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se
encuentra a un lado de las ranuras PCI. Al puerto AGP se conecta la tarjeta de video
y se usa únicamente para tarjetas aceleradoras 3D en ordenadores muy potentes y
accesibles. Hay cuatro tipos con diferentes modos de funcionamiento:
Fig.38 – Tarjeta gráfica ATI Radeon
9800 con conexión AGP.
21
• AGP 1X: velocidad 66 MHz con una tasa de
transferencia de 266 MB/s y funcionando a
un voltaje de 3,3V.
transferencia de 532 MB/s y funcionando a
un voltaje de 3,3V.
transferencia de 1 GB/s y funcionando a un
voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los
diseños de las tarjetas gráficas.
transferencia de 2 GB/s y funcionando a un
voltaje de 0,7V o 1,5V.
Fig.39 – Compatibilidad,
Llaves AGP en la tarjeta
(arriba), en la ranura (abajo)
Estas tasas de transferencias se consiguen aprovechando los ciclos de reloj del bus
mediante un multiplicador pero sin modificarlos físicamente.
A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una
nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones
en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas
gráficas, como ATI y nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para
puerto AGP.
ISA (Industry Standard Arquitecture): es un tipo de slot o ranura de expansión de
16 bits capaz de ofrecer hasta 16 MB/s a 8 MHz. El slot ISA fue reemplazado desde el
año 2000 por el slot PCI. Los componentes diseñados para el slot ISA eran muy
grandes y fueron de los primeros slots
en usarse en los ordenadores
personales. Hoy en día no se fabrican
slots ISA. Los puertos ISA son ranuras
de expansión actualmente en desuso,
se incluyeron estos puertos hasta los
primeros modelos del Pentium III.
Fig.40 – Tres slots de arquitectura ISA.
VESA (Video Electronics Standards Association): en 1992 el comité VESA de la
empresa NEC crea este slot para dar soporte a las nuevas placas de video, utilizado
sobre todo en equipos diseñados para
el procesador Intel 80486 y permite
conectar directamente la tarjeta gráfica
al
procesador.
Es
fácilmente
identificable en la placa base debido a
que consiste de un ISA con una
extensión color marrón. Trabaja a 32
bits y con una frecuencia que varía
desde 33 MHz a 40 MHz.
Fig.41 – Tres slots de arquitectura VESA.
22
Este bus es compatible con el bus ISA pero mejora la respuesta gráfica, solucionando
el problema de la insuficiencia de flujo de datos de su predecesor. Las tarjetas de
expansión de este tipo eran enormes lo que, junto a la aparición del bus PCI, mucho
más rápido en velocidad de reloj, y con menor longitud y mayor versatilidad, hizo
desaparecer al VESA, aunque sigue existiendo en algunos equipos antiguos.
PCI (Peripheral Component Interconnect):
un PCI, "Interconexión de Componentes
Periféricos", consiste en un bus de ordenador
estándar para conectar dispositivos periféricos
directamente a su placa base. Estos
dispositivos pueden ser circuitos integrados
ajustados en ésta o tarjetas de expansión que
se ajustan en conectores.
Fig.42 – Ranuras PCI de una
placa base para Pentium I.
A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuración dinámica de un
dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS
interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite
asignación de IRQs (es una señal recibida por el procesador de un ordenador,
indicando que debe "interrumpir" el curso de ejecución actual y pasar a ejecutar
código específico para tratar esta situación, que pertenece a la BIOS) y direcciones
del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs
tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos.
PCI-Express: es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de
programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un
sistema de comunicación serie mucho más rápido.
Este bus está estructurado como enlaces
punto a punto, full-duplex, trabajando en serie.
En PCIE 1.1 (el más común en 2007) cada
enlace transporta 250 MB/s en cada dirección.
PCIE 2.0 dobla esta tasa y PCIE 3.0 la dobla
de nuevo.
Fig.43 – Ranura PCI-Express 1x.
Cada slot de expansión lleva uno, dos,
cuatro, ocho, dieciséis o treinta y dos
enlaces de datos entre la placa base y las
tarjetas conectadas. El número de enlaces
se escribe con una x de prefijo (x1 para un
enlace simple y x16 para una tarjeta con
dieciséis enlaces9. Treinta y dos enlaces
de 250MB/s dan el máximo ancho de
banda, 8 GB/s (250 MB/s x 32) en cada
dirección para PCIE 1.1. En el uso más
común (x16) proporcionan un ancho de
Fig.44 – Slots PCI-Express (de arriba a
abajo: x4, x16, x1 y x16), con un PCI de 32.
23
banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada dirección.
3.3. DISCO DURO.
Un disco duro (hard disk) es un dispositivo de almacenamiento no volátil, que conserva la
información incluso con la pérdida de energía, empleando un sistema de grabación
magnética digital. Su función principal es almacenar el sistema operativo de la computadora.
Fig.45 – Componentes de un Disco Duro.
Fig.46 – Cabezal de lectura/escritura.
Dentro de un disco duro hay uno o varios
platos (entre 2 y 4 normalmente, aunque hay
hasta de 6 ó 7 platos), que son discos (de
aluminio o cristal) concéntricos y que giran
todos a la vez. El cabezal (dispositivo de
lectura y escritura) es un conjunto de brazos
alineados verticalmente que se mueven
hacia dentro o fuera según convenga, todos
a la vez. En la punta de dichos brazos están
las cabezas de lectura/escritura, que gracias
al movimiento del cabezal pueden leer tanto
zonas interiores como exteriores del disco.
Cada plato tiene dos caras, y es necesaria
una cabeza de lectura/escritura para cada
cara (no es una cabeza por plato, sino una
por cara). Si se mira el esquema CilindroCabeza-Sector (más abajo), a primera vista
se ven 4 brazos, uno para cada plato. En
realidad, cada uno de los brazos es doble, y
contiene 2 cabezas: una para leer la cara
Fig.47 – Cilindro, cabeza y sector.
superior del plato, y otra para leer la cara
inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca
tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros) ó 3 millonésimas de
milímetro. Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, rayándolo
gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto
se mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5 in.
De entrada, nos encontramos con dos opciones:
24
De 2,5”: son el standard de los portátiles.
Ventajas: Tamaño reducido, consumo bajo,
mayor resistencia a vibraciones.
Desventajas: velocidad de giro (lo que implica
velocidad de lectura).
Fig.48 – Disco Duro de 2,5”
De 3,5”: son los discos duros como los que lleva cualquier ordenador sobremesa en
su interior.
Ventajas y desventajas: Todo lo contrario a los de 2,5”
Fig.49 – Disco Duro de 3,5”
3.4. LECTOR-GRABADOR DE CD/DVD.
Lo lógico es utilizar los lectores/grabadores
denominados “slim” (2.5”), que son las que se
suelen usar en portátiles. Como todo lo
destinado a portátiles, cumple con dos
características: Menor consumo y menor
tamaño. El precio a día de hoy ya no es un
obstáculo, ya que los componentes de portátil
han bajado mucho en precio. Un consejo obvio,
es jubilar de una vez los diskettes... Meter una
disquetera en el coche no es muy práctico.
Fig.50 – Lector-grabador CD/DVD slim.
El lector-grabador se puede integrar en la caja o se puede comprar externo por USB,
pasando los datos y la alimentación del lector por USB. Eso sí, para que esto se cumpla,
necesitarás cables USB que cumplan con el estándar 2.0.
El problema de los lectores convencionales es el consumo. Hay que tenerlo muy en cuenta
porque podemos provocar un fallo en la alimentación que estropee todo el sistema.
3.5. PANTALLA.
Fig.51 – Pantalla TFT 7”
En todo caso será una pantalla TFT, como las planas de casa,
pero de un tamaño de unas 7”, aunque las hay más grandes. Lo
lógico es este tamaño, por la simple razón de que los huecos del
coche donde se puede colocar suelen ser de este tamaño
25
(coincide más o menos con el tamaño de DOS HUECOS DIN, pero NO ES EXACTO).
Comentar al respecto de las pantallas unas cuantas cosas:
Evidentemente no es compatible integrar (“incrustar”) una pantalla de éstas con tener
una caja tamaño DIN. Si tu coche tiene 2 huecos DIN ya los estarás “llenando” sólo
con la pantalla... Aunque hay determinados modelos de coche que, además de los
huecos de la radio, tienen un hueco en la parte baja de la consola central, donde se
puede meter una pantalla.
La pantalla se alimentará del mechero del coche, bien sea de forma interna o externa.
El propio cable de alimentación suele traer un fusible y un estabilizador de corriente,
pues como la corriente que facilita la batería de un coche no es estable.
La integración de una pantalla en determinado hueco del coche puede implicar el
desmontaje de la carcasa original de la pantalla, lo que te hará perder la garantía. Es
recomendable tomar nota de varios tamaños de pantallas que nos interesen, y hacer
una especie de “maqueta” de la misma en algún soporte rígido (simplemente cartón) y
comprobar que nos va a caber en el hueco del coche destinado a alojarla. Es posible
que haya que hacer en dicho hueco alguna modificación para que nos entre.
Si no vamos a integrar la pantalla en el salpicadero, el límite de las 7” desaparece. La
ventaja de no integrarla es, obviamente, que te la puedes “llevar puesta”. Las
desventajas principales son más cables por ahí y la posibilidad de robo. Hay modelos
de coche que incluyen algún tipo de tapa que cubrirán tu pantalla aunque también
podríamos crearla.
Las pantallas también se pueden integrar en los reposacabezas.
Las pantallas recomendadas son las pantallas táctiles, así controlaremos el ordenador
con el simple toque de los dedos sobre la pantalla. Las desventajas son, cómo no, el
precio, y que un mismo modelo de pantalla pierde alrededor del 20% del brillo en caso
de ser táctil, respecto al modelo que no lo sea, pero aún así es lo recomendable y casi
necesario.
Pantallas “in-dash”: Existen modelos que, en el
mismo formato que un autorradio (1 DIN), incluyen
una pantalla motorizada que “sale” y se oculta en
su caja. De esta forma te ahorras el posible
engorro de la integración y también huyes de las
miradas de los cacos. Están también saliendo los
primeros modelos de pantallas “in-dash” táctiles.
Son lo ideal, pero son tan bonitas como caras. ¿Te
imaginas tener en un hueco DIN la pantalla y en el
otro el ordenador? Es posible.
Fig.52 – Pantalla táctil In-Dash y
ordenador DIN.
3.5.1. CONECTOR VGA.
Puesto que la pantalla la vamos a comprar para un ordenador, hemos de
comprarla compatible con el estándar VGA. Aunque son conocidos como
VGA (Video Graphics Array), realmente los conectores actuales no
trabajan bajo el estándar VGA, que permite mostrar hasta un máximo de
256 colores de una paleta de 262.144 colores, con una resolución máxima
de 720x480 y un refresco máximo de 70Hz, sino SVGA (Super Video
Graphics Array), que permite unas resoluciones y paletas de colores
Fig.53 – Conector VGA
26
muchísimo mayores, tal y como estamos acostumbrados.
Fig.54 – Pines de un conector VGA.
Estos dos sistemas utilizan el mismo tipo de conector, denominado VGA D-sub de 15 pines.
3.6. TECLADO.
Dependiendo del espacio, puedes meter en el coche
un teclado convencional (nada recomendable),
teclados reducidos (sin teclado numérico), o
miniteclados, parecidos a los que existen para
determinados modelos de móviles o PDA. Si
usamos una pantalla táctil no es necesario. Windows
incorpora un “teclado en pantalla”, que con algún
puntero podrás oprimir sobre la pantalla. No es
imprescindible un teclado pero sí es recomendable.
Fig.55 – Teclado mini key.
3.7. ALIMENTACIÓN.
Como sabemos, todos los aparatos eléctricos de nuestra casa se alimentan a 230 voltios
(aunque tenga su propio adaptador de corriente). Pero en el coche, la cosa cambia.
Hay que tener en cuenta que vamos a alimentar nuestro Car-PC con la batería del coche
que no da más que 12 V. Bueno, el problema no está en el voltaje, sino en las variaciones
27
que se producen. La corriente de casa es estable, y la del coche es demasiado variable por
lo que te hace falta una fuente de alimentación específica. Existen una serie de opciones en
forma de fuentes de alimentación adaptadas a coche. Es muy importante tener claro la
potencia que consumirán todos los componentes del PC. No es lo mismo un ordenador con
componentes “de casa” que un ordenador con componentes de portátil. El primero
consumirá bastante más que el segundo. Dependiendo de la fuente que compremos,
podremos necesitar o no un estabilizador de corriente.
Si al final hemos optado por montar un ordenador hecho con componentes “domésticos”
(nada de componentes de portátil) más que una fuente de alimentación, necesitaremos un
INVERSOR de corriente.
He simplificado mucho las cosas pues el tema de la alimentación es el más complejo, como
he dicho. Lo mejor es que primero te plantees qué quieres montar; a raíz de eso, deja el
tema de la alimentación para el final. Siempre hay forma de darle de comer...
3.7.1. FUENTE DE ALIMENTACIÓN M2-ATX (160 W).
Antes de empezar
La fuente M2-ATX está diseñada especialmente para ordenadores alimentados a partir de
batería. Se puede usar en Car-PC, barcos, o cualquier otro ordenador que tenga que
alimentarse de una batería.
Uno de los principales problemas al alimentar un PC de una batería es la poca estabilidad de
la misma. Cuando el motor arranca se producen importantes caídas de tensión llegando a
los 7 v, o cuando el motor está en funcionamiento la tensión de la batería es superior a los
13 v. Este problema ha sido superado gracias al amplio rango de alimentación de la fuente,
que es capaz de funcionar con tensiones entre 6 y 26 v DC, evitando de esta forma reseteos
y sobretensiones.
Otro gran problema es el del consumo en OFF, todo ordenador apagado tiene un mínimo
consumo y si está hibernado, este consumo es superior ya que la memoria RAM está
alimentada. Si el ordenador está conectado a una batería, ésta se acabaría agotando y si el
tiempo es prolongado, la dejaría inservible. La Fuente M2-ATX, lo que hace es comprobar el
estado de la batería y si la tensión baja de 11v apaga por completo el PC hasta que la
tensión se recupere. Este sistema se puede configurar según el uso del vehículo y del PC.
La placa M2-ATX posee varios cables que necesitan ser instalados correctamente. Hay que
comprobar exhaustivamente la polaridad de los cables con un polímetro y no usar nunca el
alojamiento del mechero como fuente de alimentación del sistema ya que no es capaz de
suministrar suficiente corriente.
28
Fig.56 – Fuente M2-ATX y accesorios.
La placa M1-ATX, con una potencia de salida hasta 90 W, fue diseñada para trabajar
compatiblemente con una amplia variedad de placas base así como diversos procesadores
Pentium-M, Celeron I, II y III. Para ordenadores con procesadores P4 o AMD no se
recomienda debido a las limitaciones de potencia debidas a los 12V.
29
Fig.57 – Fuente M1-ATX y accesorios.
Por el contrario la placa M2-ATX, con una potencia de salida hasta 160 W, ha sido diseñada
para trabajar con una amplia gama de placas base así como los procesadores con los que
trabajaba la placa M1-ATX, los nuevos Core 2 Duo y procesadores AMD.
Diagrama Lógico de la placa M2-ATX
Fig.58 – Diagrama lógico de la fuente M2-ATX.
30
Diagrama de conexión de la placa M2-ATX
Fig.59 – Conectores de la fuente M2-ATX.
Conectores de entrada de corriente
J1: Batería +
J3: Encendido
J4: Batería –
Controles y configuración
J6: Controla el ON/OFF del amplificador. El pin izquierdo es RMT y el pin derecho GND.
J8: Encendido ON/OFF de la placa base
J9: Para encendido ON/OFF externo (opcional, J8 está en paralelo con J9)
J10: Configuración del arranque (A, B, C, D)
Encendido = ON
Posición
OFF-DELAY
Retraso tras quitar
contacto
HARD-OFF (5VSB)
Apagado del PC tras
apagar el motor
A
B
C
D
P
OFF
OFF
OFF
OFF
P0
ON
OFF
OFF
OFF
P1
5 s. + 1 min. AL
1 min.
OFF
ON
OFF
OFF
P2
5 s. + 1 min. AL
2 horas
ON
ON
OFF
OFF
P3
5 s. + 1 min. AL
NUNCA
OFF
OFF
ON
OFF
P4
30 s. + 1 min. AL
2 horas
ON
OFF
ON
OFF
P5
30 s. + 1 min. AL
NUNCA
OFF
ON
ON
OFF
P6
30 min.
NUNCA
ON
ON
ON
OFF
P7
3 Horas
NUNCA
OFF
OFF
OFF
ON
P8
10 min.
1 Hora
ON
OFF
OFF
ON
P9
15 min.
2 horas
OFF
ON
OFF
ON
P10
1 Hora
75 min.
Se apaga al momento
31
Conectores de salida de corriente
J2: Opcional, corriente de 4-12V
J7: Conector ATX de encendido de la placa base.
J5: Para LED de estado (opcional)
Es importante usar siempre el modo “Hibernación” y no el modo “Standby”, ya que puede
descargar la batería en periodos largos de tiempo.
No usar nunca la configuración Hard-off = NEVER a menos que se comprendan los riesgos
de la descarga de la batería. Esta configuración mantiene siempre activos 5V sobre el rail.
El AutoLatch (AL) se activa durante los primeros 60 segundos de funcionamiento del PC (y
solo durante esos 60 segundos). Por ejemplo, si se gira la llave activando el encendido y se
apaga a continuación, la placa M2-ATX mantendrá la alimentación del PC durante 60
segundos permitiendo que el sistema operativo se cargue completamente. Esto prevendrá
posibles averías en el disco duro. Después de esos 60 segundos de funcionamiento del
sistema operativo, la función AutoLatch desaparecerá y el sistema se cerrará gobernado por
la configuración de “Off-delay” (retraso en el apagado).
P0: en este modo la M2-ATX se comporta como una fuente de alimentación normal. Si J6
está conectado a la placa base, la M2-ATX mandará un “impulso ON” a la placa base. Si el
encendido está conectado a la batería, la unidad se cerrará cuando la batería esté por
debajo de 11’2 V. Esto impide la descarga de la batería. Si el encendido no está conectado,
la M2-ATX funcionará hasta los 6 V. Para más información consultar el modo UPS en la
documentación del producto en la web.
P1 (recomendado): manda un “pulso ON” a la placa base cuando el encendido está
accionado durante más de 5 segundos y manda un “pulso Off” 5 segundos después de que
el encendido se apague. Espera otros 60 segundos y entonces apaga los 5VSB (5V en
Standby). En este modo la M2-ATX consume menos de 0’5 mA. Esta es la configuración
recomendada.
Los retos de la alimentación en un Car-PC
El problema de los 5VSB: uno de los principales problemas para el funcionamiento
de un PC en un automóvil es el consumo de energía mientras el PC está OFF. Incluso
cuando el PC está apagado o hibernando consume entre 50-150 mA en el rail de
5VSB. No importa lo grande que sea la batería, al final se descargará si no se toman
las medidas oportunas.
La M2-ATX afronta este problema cortando el raíl de 5VSB después de una cantidad
de tiempo predefinida (ver la tabla de conectores HARDOFF). Cuando 5VSB está
siempre activo (HARDOFF=NEVER), la M2- ATX comprueba constantemente el nivel
de carga de la batería. Cuando el nivel de la batería baja de 11 V durante más de un
minuto, la M2-ATX cerrará y solo reactivará cuando el voltaje sea mayor de 12 V.
Problemas del motor, caída de tensión y sobre-tensión: otra situación difícil es
mantener estable 12 V de alimentación para el PC. La mayoría del tiempo la batería
permanecerá a 13’5 V (mientras el automóvil está en marcha) pero es necesario
tomar precauciones para prevenir variaciones debidas a problemas en el
32
funcionamiento del circuito de carga. La M2-ATX puede operar desde 6V hasta 28 V,
produciendo a su vez una regulación estricta a los diferentes raíles.
Ruido al encender el PC: si el PC está conectado al amplificador del automóvil, se
escuchará un ligero “pop” cuando el PC se pone en funcionamiento. La M2-ATX
posee un control que mantendrá el amplificador apagado mientras el PC se pone en
funcionamiento. Simplemente hay que conectar J6 al pin del control remoto del
amplificador para activar esta característica.
Secuencia de funcionamiento
1. Encendido=OFF. Nada ocurre. La M2-ATX espera señales del encendido.
2. Encendido=ON. La M2-ATX espera unos segundos y luego enciende el rail 5VSB.
Después de otro segundo envía la señal de ON a la placa base a través de dos
cables conectados a los pines de ON/OFF de la placa base. La placa base se
encenderá y el sistema comenzará a cargarse. El estado de encendido se mantendrá
durante 60 segundos para que el sistema operativo se cargue completamente.
3. Encendido=ON. El PC continuará encendido.
4. Encendido=OFF. La M2-ATX espera al modo OFF-DELAY en unos segundos (ver la
tabla de configuraciones) y entonces apaga la placa base enviando una señal OFF al
conector de encendido de la placa. El PC se debe apagar de esta manera
suavemente siguiendo la secuencia de apagado del sistema operativo. Después del
apagado, al 5VSB se le suministra otros segundos de “HARD-OFF”. Cuando el
proceso de apagado es más largo que el “HARD-OFF” (el sistema operativo se queda
colgado…), la alimentación de los raíles se corta totalmente. Durante este proceso el
nivel de carga de la batería está constantemente chequeado para evitar la descarga.
5. La M2-ATX vuelve al paso 1 si el encendido es accionado otra vez.
2.0 Características de la M2-ATX
Mínimo voltaje de entrada para funcionar
6V
Máximo voltaje de entrada para funcionar
24 V
Umbral para evitar la descarga
11’2 V
Límite de la corriente de entrada (protegido por fusible)
15 A
Máxima potencia de salida
160 W
Temperatura de funcionamiento
-40 a 85 ºC
Temperatura de almacenamiento
-55 a 125 ºC
192.000 h a 50 ºC
96.000 h a 65 ºC
>94%
Tiempo de vida útil
Eficiencia (entrada 9-16 V)
33

Que es un carputer

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