制作物

4k 17.3インチ液晶・タッチパネルキット v3

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17.3インチ・解像度4k(3840x2160)のタッチパネル液晶キットです。
2回目の設計変更を行ったのでver.3です。

映像基盤変更に伴う液晶との互換性向上、AMD Freesyncへの対応。
Arduinoを利用したスイッチ操作、スタンド部品の変更など。
以前製作したものから改良を加えました。

4K 17.3インチ液晶・タッチパネルキット (HDMI2.0対応)
https://halfcoin.blog.fc2.com/blog-entry-73.html

組み立てに関する説明は、下記の記事になります。
[組み立て] 4k 17.3インチ液晶・タッチパネルキット v3 
https://halfcoin.blog.fc2.com/blog-entry-105.html

外装

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正面からの見た目は、初期からあまり変わってない。
スイッチ部品を変更したので、上部が少し大きくなっています。

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パッと見た感じでは、スタンド部品を変更した程度。

主な変更点

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主な変更はこの辺りです。
  • 映像基盤変更
  • Arudino追加
  • ケース変更
  • スタンド変更

映像基盤を変更
  • 液晶との互換性向上
  • AMD Freesync対応
  • HDR対応

Arduino搭載
  • 計9ボタンにキーボード機能などを割り当てて使用可能

ケース構造の変更
  • 上部ベゼル部品をT3アクリルに変更。強度向上
  • ユニット部の放熱スリット形状の変更と、内部空間の確保。放熱性向上
  • コネクタカバーを取り付けや交換をしやすいように、ネジ固定に変更

スタンド部品をアルミフレーム部材に変更
  • スタンド支柱を変更することで傾斜角の変更可能に
  • 剛性・接地面積増加による、安定性向上
  • デレステMas+対策。激しく操作してもタッチパネルが動かないように

HDMI2.0対応や4k表示に関わるところは以前とほぼ同じです。
以前よりも扱いやすく、安定性が向上しています。
    4K 17.3インチ液晶・タッチパネルキット (HDMI2.0対応)
    https://halfcoin.blog.fc2.com/blog-entry-73.html



    液晶

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    液晶は以前と同じく、B173ZAN01.0もしくはN173DSE-G31を使用します。
    B173ZAN01.0の入手性が良くないので、提供はN173DSE-G31になると思います。

    B173ZAN01.0とN173DSE-G31の違いは…
    N173DSE-G31の方が、発色調整が簡単。素の発色バランスが中性的。
    B173ZAN01.0は調整すればコントラスト・発色が良いものの、発色の癖が強い。

    応答速度はN173DSE-G31の方がスペック値は良い。実際の体感差は感じないレベルです。

    タッチスクリーン

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    これも以前と同じでGreentouch&TouchKitの部品を使っています。
    ガラス製・厚さは2mmで激しく操作しても変形することがありません。

    スクリーンは静電容量方式。
    表裏側ともにガラス構成。硬度6H。厚さは2mm。
    反応・操作性は良好。操作するのための実用性はクリアしています。

    コントローラーはUSB接続。識別解像度は4096x4096。
    対応OSはWindows10・Android 6.0/7.1/8.0で動作を確認。
    タッチ・操作認識は10点まで可能です。

    タッチスクリーンの操作性を良くするため、フッ素コート剤を添付します。

    映像基盤

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    設計変更が必要になった一番の理由は、今回も基盤変更に伴うものです。
    以前の基盤だと液晶との互換性に問題があり、相性が発生することがあったので変更しました。

    機能面での違いは、端子の数と形状の違い。
    オーバードライブは使えませんが、AMD Freesync2とHDRに対応しています。
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    設定機能に問題があって、色温度の設定が消えることがあります。
    色温度をユーザー設定して明るさ・コントラストなども併用して設定すると、色温度設定がリセットされることがあります。
    プリセットされている色温度から選択した場合は、この問題は起きないようです。

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    端子構成は…Displayport x2、HDMI2.0 x2、3.5mmステレオ音声出力になります。

    Arduino 5Way+2ボタンスイッチ

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    Arduinoを搭載するにあたって、ボタンを増設しました。
    5way+2ボタンは、ケース背面上部に配置してあります。

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    5way+2ボタン x2台の内、9ボタンに機能を割り当てることが出来ます。

    PCのBios/Boot変更用にキーボード操作を割り当てたり、
    音量調節やスクリーンショット撮影用のボタンに使えると思います。
    (Android-x86でも、スクリーンショット・ボリューム変更が機能することを確認済み)

    Arduinoに接続していない片側の5way部分は、映像基盤の設定変更・電源On/Off操作に使用します。

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    触感でボタン形状・操作方向を把握できるように、5wayは四角形キャップを使用。
    2ボタンは凸形状にして、中央に凹みを付けてあります。

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    USBコネクタ部分はタッチパネル用とArduino用の2段構成になっています。

    内部にUSBHUBを内蔵することも検討しましたが、部品点数・組み込み作業が増えるのに対して2基分にしか配分しないため、今回はHUB内蔵を見送り、コネクタを2つ付けることにしました。

    ユニット部構造

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    ユニット部内部に大きな空間を持たせるため、設計方針自体を変更しました。

    変更理由は部品配置・ケーブル配線が複雑になったこと。
    映像基盤の放熱性向上を目的に、設計方針そのものを変更しました。

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    以前まではケース部分に部品の配置・固定用のガイド機能を持たせていました。
    配置位置を把握しやすいものの内部空間が小さく、自由性の高いケーブル配線と通気用の内部空間を確保出来ないため、設計方針そのものを変更して、配置エリアを一つにしました。

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    ユニット部外装は独立して構築出来る構造になっています。

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    ユニット外装部の独立構造と、内部空間が一つになっているのに加えて、
    ケーブル・基盤類の固定がユニット部外装に頼らない構造になったので、
    メンテナンス時などユニット部を開ける際、ケーブル・基盤類へアクセスしやすくなっています。

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    内部のアクリルを大きく抜くと強度が下がり、再背面部分が落ち込んでしまうため、
    六角スペーサーの支柱設置と、側面放熱スリット部にスペーサーを挿入して強度を確保しています。

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    基盤の下にスペーサーを設置して、部品・配線が干渉しない位置を確保しています。

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    ケーブルの配線と固定は、結束バンド固定ベースを介した方法で固定します。

    ユニット部 放熱性

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    放熱用スリットをユニット部・側面に設けてあります。

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    ヒートシンクのサイズ通り基盤からの発熱が大きいため、
    ユニット部の設計変更して内部空間の拡大。ケース内部の排熱性を上げることで対処しています

    コネクタ部 カバー部品

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    カバー部品の固定に、垂直取り付けブロックを介したネジ固定に変更しました。
    以前はケース本体への圧入でしたが、部品出力時と組み込み時の作業性を考慮して変更しました。

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    スタンド

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    スタンド部品をアルミフレームを使用した部材に変更しています。
    以前よりも設置の安定性と、剛性が向上しています。

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    デレステ Mas+をプレイする際など、操作が激しくなるとタッチパネルごと動いてしまうことがあったので、設置時の安定性重視に振りました。

    以前のケースでも軽いわけでは無かったのですが、Mas+のフリック・スライド操作の連続には耐えられないことがあった。

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    セット標準添付の支柱を使用すると、傾斜角は一番低い約13度になります。

    支柱部品を変更することで、傾斜角の変更を可能です。
    標準以外の支柱をご希望の場合は、オプション扱いになりますが別途作成します。
    別途作成の場合、支柱2本追加で600円程度ですが、納期の猶予を頂くと思います。
    傾斜角13度以上、0.1度単位で変更用の支柱を作成できます。

    (小さい傾斜変更であれば支柱を変更せずとも、
    スタンドの下に本を敷くなどして嵩上げしてあげるほうが良いかもしれない。)

    標準は横位置用のスタンドのみですが、ご希望があれば縦位置用のスタンドも作成出来ます。

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    蛇足


    4k173TP、出すのが遅くなって申し訳ないです。
    前回制作したものは液晶との互換性問題が避けられない状態だったので、早い段階からいずれ基盤変更するつもりでいた、というのはどっかで書いた通りなんですが、2018年10月の時点で基盤変更の準備を始めてから、1年経ってしまいました。
    今日、こうして振り返ってあまりに時間経ちすぎてることを痛感して酷いと思った。ごめんなさい。

    当初のスケジュールとしては、年末から春までは毎年立て込むのでその期間を避けて作業する。
    2019年3月に大よその設計定めて、5月ぐらいには出す段取りを考えていましたが全然ダメでした。

    4k173TPの再設計するよりも別の物を作った方が良いじゃないかと、並行で作業を始めたものがあるのですが、結局メリットを見いだせなくなって中止したり、続いてるものは未だに終わってない有様で足を引っ張りました。まだ引っ張ってますけど。

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    映像基盤変更するだけなら時間食わないだろう…ってのは確かだったんですが、基盤の排熱が大きいこともあって、放熱性向上させるためのテストで時間余計に喰いました。
    基盤変えて入れるだけならどうとでもなるのですが、使えるかどうかとなれば別なので結局作り直し。

    剛性と排熱に関して。
    自分が作ってるものとは全く関係ないところの話ですが、『これ、中が見えてないからって、触ることがないからって、この構造はふざけてるだろう』とか『良い素材使ってるって謳ってるけど、そのメリット活かしてないじゃん』みたいな物を見ることもあって、その辺り言いたい気持ちがずっとありつつも、まずは自分の目の前のことと、自分なりの対処・対策を出してからでないと言うべきでないし、模索うちにもう作らなくてもいいじゃないかと思ったりと、時間食って流されてこの始末ですが、ひとまず出来ました。

    色々ありましたが、アクリルでも、結構頑張るんだなということ。
    世の中・他所様の事はそれぞれということ。自分なりの方法を錯誤しているうちに整理付きました。

    デレステ Mas+を遊ぶと、タッチパネル自体をしっかり設置できる構造なり重量がないとダメ。
    薄くて軽いのが良いわけじゃ無いかもなとか思い直しました。

    それで収穫は作業に時間を費やしたことへの言い訳みたいな。
    自分を納得させるための言い訳を得られたのがこの1年の収穫でした。
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