制作物

IGZO WQHD IPS 2.5k 13.3インチ液晶キット

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WQHD(2560x1440)解像度の13.3インチ液晶キットです。
HDMI入力x2・IPS液晶・オーバードライブ機能があります。

要点

液晶・映像基板
  • IPS WQHD(2560x1440)解像度
  • HDMI・Mini HDMI1.4入力
  • 9V 2A ACアダプタ電源駆動
  • 映像補正機能

ケース
  • 背面部は汚れが目立ちにくい、マット仕様
  • Vesa & 三脚スタンド対応
  • 軽量化・サイズ削減
  • 組み立て & 構造の簡素化


注意
放熱性を確保するため、添付スタンドを用いるなどして前後に空間を作って使ってください。
前後面は熱を持つため、他のものと密着させて使わないようにしてください。

外装

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液晶・フロントパネル

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液晶とフロントパネルが一体化された部品を使用しています。
フロントパネルは恐らくPet材質だと思いますが、保護パネルがあるので液晶を傷めにくくなっています。
Petはアクリルよりも傷が付きにくい素材なので、汚れがついても清掃しやすくなっています。

フロントパネルよりも外側のベゼル枠サイズは、2.5mmから3.5mmになっています。
ケース強度を持たせることを優先しているため、大きめに作ってあります。
側面からぶつけるようなダメージがあっても、フロントパネルが損傷しにくくなっています。

液晶

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液晶はSharp製 LQ133T1JX04を使っています。
スペック・視野角・発色からしてIGZO・IPSだと思います。

傾向としては緑色寄りで、発色が薄い傾向にあります。
この弱点は映像基板側の補正でカバーできるので、調整すれば綺麗な表示が可能です。

簡略化・軽量化

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部品点数の削減のため、ケース部品をAssy化をしてあります。

フロントパネルとケース最前面のベゼル部品は、こちらでテープ接着してあります。
このほか部品点数も2k13.3インチ・タッチパネルと比べて少なくなっています。
組み立てがわかりづらい箇所があったので、今回は簡素化・簡略化しました。

軽量化

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気休め程度ですが、ケース内部の不要部分を抜いて軽量化しています。

部品すべて含めて約950gになります。
重量の目標は1kg以内だったのですが、990gだと適当な感じがするので950gにしました。

軽量化に伴って強度は落ちるため、実際に試作品を破壊して強度テストをしました。
通常使用する範囲では壊れないだけの強度を確認しています。

軽量化の一旦として、基板とコネクタを側面部に配置にしています。
その代償としてケーブルの取り回しが邪魔になるかもしれませんが、重量・サイズ削減を優先させました。

映像基板

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HDMIは設定でのセレクター機能が付いているので、複数の機器と接続出来ます。

端子構成右から見ると下記のようになっています。(左上の画像を参考)
  • 3.5mm 音声出力ジャック
  • HDMI Type A コネクタ
  • HDMI Type C (Mini HDMI) コネクタ
  • Micro USB
  • DCコネクタ (9V 2A対応 センタープラス)

Micro USB 2018/07/15追記

基盤のRevが変更になって、USBからの電源供給・起動は出来なくなりました。
その代わり、バックライト調光(光量調整)が出来るようになっています。

一応5V駆動が可能で、USBから電源供給して利用出来ます。
但しバックライトがとても暗いので、持ち出して使うにしても実用性は乏しいかな…。
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DCコネクタ

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DCコネクタは外径3.4mmプラグ対応となっています。

基板側は外径3.4 / 内径1.4mmで、一般的な外径5.5 / 内径2.1mmが刺さりません。
外径3.4 / 内径1.4mm & 9V 2AのACアダプタも調達しにくいので、変換して使って下さい。
(コネクタ変換するため、アダプタを添付しておきます)


音声出力

HDMIから入力した音声をアナログ音声として出力出来ます。
但し音質は良くないので、音声出力はおまけ程度です。

映像補正機能

OSD上で変更可能なメニューは色々ありますが、実際に使うのは一部の機能のみです。
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Hueで色相、Saturationで彩度、Temperatureで色温度を変更出来ます。

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色温度はデフォルトで、いくつかのプリセットがありますが、
ユーザー設定の方がRGB単位で細かく変更出来るので、ユーザー設定をオススメします。

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オーバードライブはOn/Off、効果(OD Gain)を0-100の範囲で設定できます。
効果を上げると残像が少なくなりますが、境界・輪郭部の表示に破綻が出るようになります。
ソースや用途によって、On/Offないし強弱を好みで選んでください。

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オートパワーセーブに対応しています。
映像信号が無くなった時点で、スリープモードに移行します。

タイミング・入力によっては正しく働かない時がありあます。
正しくスリープ・復帰しない時は電源を落として再起動してください。

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※注意
[Picture]項目下にある[Backlight]と、
[Factory]項目と、[DIsplay] 項目下にある[Display Rotate]は、
操作しないようにしてください。バックライト光量は変更出来ません。

設定を変更するとフリーズしたり、映像が映らなくなる可能性があります。
設定位置を把握出ていれば画面が映らなくても再設定できますが、操作判断が難しいため復帰・起動不能になる可能性があります。

2018/07/15

基盤のRevが変更になって、バックライト調光(光量調整)が出来るようになりました。
それ以前のRevの場合、上記の点に注意してください。


スイッチ基板

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ケース外装上から操作出来るように、タクトスイッチにキャップを付けています。
スイッチ部分は手で探っても位置が分かりやすいように、一段落とした位置に配置してあります。

※ロットによって、タクトスイッチ軸の長さが違うものがあります。
そのままキャップをつけると操作不可能になるため、高さの低い物にはレーザーカッターで切り出した1mm厚スペーサーをキャップ内に埋め込んであります。

放熱

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基盤が熱を持つため、ケース側で耐熱・放熱対策をしています。
一般的に生活する室温である上限30℃程度までなら、長時間使っても問題ありません。

使用頂く上では、ユニット部・最背面がほかの物や場所に接しないようにして下さい。
必ず添付する傾斜スタンドなどを使用して、外気と接する放熱用のスペースを確保して使用して下さい。
異常加熱・外装に異常が見られた場合は、使用を中止して分解・点検をして下さい。

アクリルに伝わる熱が一点に集中しないよう、ケース側に耐熱性・放熱性を持たせています。
最背面裏側をレーザー彫刻で掘り下げた上で、ヒートシンク直上にアルミテープを貼り付けてあります。
アクリルに伝わった熱を、アクリル内で横方向に拡散させるために貼り付けています。
樹脂筐体のノートPC・タブレットにある、アルミテープの内張りと同じ方法です。

アクリルの耐熱温度(荷重たわみ温度)が約80℃ですが、これを超えると変形しやすくなります。
テープ処置で室温30℃環境・ケース封入30分経過で、ケース外装が約70℃まで上がりますが、限られた部分で高熱になるだけなので、全体の耐性は確保出来ていると思います。

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液晶側の放熱対策として、背面部に排熱用のスリットを設けています。
使用する液晶は、発熱が大きい部品になります。
放熱機能があってもケース全体が熱くなるため、取扱は注意してください。

※液晶単体をむき出しで使用しても高温になるくらい発熱が大きい液晶です。
ケースが問題かと思ったのですが、むき出し・単体で使ってもケースに収めたときと5度程度しか違いがありませんでした。

スタンド・Vesa対応

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低傾斜で使うためのスタンドを添付してあります。
放熱性を確保するため、必ずスタンド類を使って設置してください。

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背面部はVesaと三脚に対応しています。
Vesaは75mm間隔になっています。

Vesaを利用してマウントする場合、スイッチ部分が隠れる可能性があります。
隠れてしまう場合は間にスペーサーを挟むなどして、操作する空間を設けた上で設置してください。

コネクタ部

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側面のコネクタ部には、基盤がむき出しにならないようにカバーを設けてあります。

カバー部品の固定方法は、取り付けブロックを経由したネジ止めになっています。
今回は設置場所の都合上、圧入式設置だと差し込める場所が無いので、ネジ固定にしました。

そのほか

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基板と液晶の間は、アクリルのレイヤーで仕切っています。

流通している小型液晶製品で、映像基板が液晶に対して直接ベタッとテープで貼りつけされている製品がありますが…あの方法は強度と熱の影響が心配なので、液晶と基盤の部屋を分けています。

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使用ネジ種は種類を長さ・直径で分けて、使用箇所が混濁しないようにしています。
組立時の失敗を抑えるため、ネジ磯合はポリカネジをなるべく使用しています。

ポリカネジを使う利点としては、基板に接触しても柔らかいネジなので基板に損傷を与えにくいのと、長さを間違えて使ってしまって他の部品に触れたとしても、絶縁性があってショートしにくいのでポリカネジを使っています。

また柔らかく弾性があるので、必要以上のトルクが掛かりにくいのと、頭が潰れてもニッパーを使えばすぐ排除できます。

一度も聞かれたことは無いのですが、疑問に思われてる気がしたので書いておこうかなと。
組み立ててもらうキットなので、ポリカネジをなるべく使っています

組み立に必要な工具

  • 六角ドライバー、もしくはレンチ 2mm
  • プラスドライバー No,0、もしくはNo,1
  • プラスドライバー No,2
  • タオル (スクリーン反転時の傷防止)

注意

お決まりのこと、お約束です。
  • 安定した場所で分解・組み立ててを行ってください。
  • 準備を整えてから、急がないで落ち着いて作業してください。
  • 各部品は取扱に注意してください。強く押したり引っ張ると破損する可能性があります。
  • 完成品含めて、自己管理の上で使用してください。
  • 液晶やケーブルに貼り付けてあるシールドやカバーは剥がさないでください。
  • アクリルに貼ってある紙は保護紙は、剥がした上で組み立ててください。
  • 保護紙を貼ったまま組み立てると、ネジ強度や放熱に支障が出て破損・損傷する可能性があります。

組み立て手順

発送時点では、ケース部品に基盤類をセット(内包)した状態で梱包してあります。
まずは各所ネジを外しつつ、仮組み状態から分解して各部品を取り出してください。
組み立てに必要なネジ種は、アクリル上の保護紙に書き込んであります。

レイヤー数(部品の積み重ね順)は画面正面側からみて、L1-L6まであります。
液晶&フロントパネルパーツがL1、ユニット部最背面がL6となります。

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仮組みを取り外してゆき、L1の液晶ASSYまで分けていきます。
EDPケーブルを用意して、液晶に接続します。

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L2とを用意して、EDPケーブルをL2のスリットに通してセットします。

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向かって右側、一段下がっている箇所の4箇所をネジ止めします。
ケース外周の位置を合わせて調整をしつつ、ネジで固定してください。
ポリカネジ M2 L4 x4を使って固定します。 (M=ネジ直径 L=ネジ長)

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映像基板とスイッチ基板を用意して固定します。
映像基板はポリカネジ M2 L3 x4を使って固定します。
スイッチ基板はポリカネジ M2 L3 x2を使って固定します。

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EDPケーブル固定用パーツを用意します。
EDPケーブルを映像基板まで導いた上で、固定用パーツでケーブルを固定します。
固定用パーツはポリカネジ M2 L4 x2を使って固定します。

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映像基板とEDPケーブルを接続します。

映像基盤側のEDPケーブル用のコネクタは、ラッチを跳ね上げてからセットします。
ケーブルが斜めに挿入されたり、位置が合わないままセットすると故障する可能性があります。
挿入・接続時は取り扱いに注意してください。

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映像基板とスイッチ基板を結ぶケーブルを接続します。

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スイッチケーブルはこの位置(裏表)でセットします。


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スイッチケーブルを固定するための、ホルダーを挿入します。
ケースに圧入して固定するので、差し込みにくい場合はホルダー側を削って調整してください。

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傾斜スタンド接続用の六角ナット M3.5 x4個を挿入します。

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L3を用意してセットします。

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外周部をネジ・ボルトで固定していきます。
ケース外周の位置の調整をしつつ、固定してください。
向かって奥と手前側を、M3 L8 x11で固定します。

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外周部、向かって左側をネジで固定していきます。
M2 L8 x4を使って固定します。

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L4を用意してセットします。

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コネクタ部カバー用のブロックを差し込みます。
後で挿入しても問題ありませんが、この時点で挿入しておくと後で楽です。

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L5を用意してセットします。
三脚用ナットx1と、VESA用ナット x4を挿入を挿入します。

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L6を用意してセットします。

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ユニット部外周をM3 L14 x9を使って固定します。

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側面カバー部用のブロックを、M3 L5 x2を使って固定します。

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側面カバー部を、M3 L5 x2を使って固定します。

蛇足

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ネジ止め用のブロックはいつか使おうと思っていたのですが、ブロック挿入分のスペースを設けるとユニット部分のサイズが大きくなるデメリットがあったり、ブロックを固定するのにネジ止めした部品から更にネジ止めすると保持強度が期待出来ないので、なかなか使うに使えない状態だったのですが今回やっと使えました。

他のケースも、今後このタイプにするかは…検討中です。
スペースの制約があるので、小さいケースだと使うのは難しいためです。

画像あまった。
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