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〜アーム式LCDモニタの制作〜


SAMSUNG 14インチLCDパネル  LT141X2-124

SONY VAIO専用LCD PCVA-15XTAP内蔵基板

100円ショップダイソー A4クリアファイルケース

ELECOM  アーム式データホルダー SDH-002

これまで何台かのLCDモニタを制作、改造してきましたが、手元にCoCoNetのA-200Kで使うつもりで入手したけど使えなかったSAMSUNGの液晶パネル「LT141X2-124」が余っており、さらに冷陰極管取り用に入手した液晶割れVAIOモニタ「PCVA-15XTAP」より、TMDS→LVDS変換機能を持った基板が1枚収穫できましたので、これらを組み合わせてDVI-D専用モニタを制作してみました。

壁掛け可能なモニタが欲しかったので、筐体にはダイソーで見かけた100円のA4のクリアファイルケースを利用。ひとまず壁掛けモニタとして制作して使ってみたのですが、意外と不便だったので、最終的にこのようなアーム式モニタにしてしまいました。その顛末をレポートします。


LCDパネル

以前の記事でも書きましたが、なぜかCoCoNetのA-200Kでは使えなかったパネル「SAMSUNG LT141X2-124」です。VAIO PCVA-15XTAPを改造したときに、その制御基板でこのパネルもテストしたのですが、実はキチンと映ることが分かりました。元々PCVA-15XTAPに入っていた日立のパネルはA-200Kで使えるのに、PCVA-15XTAPの基板で使えるLT141X2-124A-200Kで使えないというのもおかしな話なんですが…。A-200K(H15年末購入)は自由度が低いと言わざるを得ません。対応しているかどうか明らかでないパネルと組み合わせるのはバクチ要素が高いです。

LT141X2-124

レッテルの部分拡大です。韓国製だそうで。韓国企業はLCDパネルの製造では随分とシェアを拡大しているようです。SAMSUNGの他にLG電子あたりのLCDパネルもよく見かけます。

韓国製品って以前は二流品なイメージがあったのですが、最近の製品はかなり高品位になってきていますね。ショップに展示してあるSAMSUNGのLCDモニタを見ても、国内メーカーの製品と比べて見劣りしません。まぁ、国内メーカーの製品も内部のパネルはほとんど海外製なんだろうと思いますけど。

残念ながら、日本はどんどんモノを作らない国になってきていますねぇ。

LVDSコネクタ

採用されているコネクタはLVDSとしては一般的なJAE20pです。ピン配列も一般的なもので、CoCoNetのA-200Kで使われているケーブルのピン配列と同一です。とはいえ、このパネルではピンアサインが同じでもA-200Kでは使えないわけですが。

シールド板を剥がすと下のようになってました。基板にテストパターンが出ています。4ペアの差動信号と電源(+3.3V)、GNDです。コネクタが手に入らない場合はここに直接半田付けしてもOK。

クリアファイルケース

今回のケースはダイソーの100円クリアファイルケースです。一度こういうチープな素材でケースを作ってみたかったんですよね。あちこちの100円ショップを回ってようやくパネルにピッタリで比較的強度もありそうなケースを見つけました。

A4クリアファイルケース自体はどこの100円ショップでも売っているんですが、デザインが格好良くても作りの軟弱なやつが多く、サイズと強度の面で納得が行くものは多くはないと思います。まぁ、このケースもそれなりにヘロヘロなんですが、角を押したときの凹みが少なく、素材の肉厚がそれなりにあって比較的マトモな方でした。

取っ手付き

クリアファイルケースは軽量で、取っ手も付いていますので、壁掛けモニタには最適。元々開閉自在なケースなので、ネジ止め不要でお手軽に制作できるのもメリットです。

ダイソーの100円ファイルケースにもいろいろシリーズがあるようで、こいつは「ザ・文具プラ」というシリーズみたいです。

ちなみに材質はポリプロピレンと書いてあります。加工してみた印象では、プラスチックとビニールの中間くらいの堅さと粘り気がありました。


DVIコネクタ

先日の改造では、手に入らなかったDVIコネクタですが、今回は友人の協力により調達できました。どうやら千石電商で売っているみたいです。千石の通販サイトには載ってないんですが…。

これがあれば、基板の細かいパターンにワイヤーを半田付けしなくても済むので随分とラクになりますし、PCVA-15XTAPから外したケーブルが流用できるので経済的です。

切断

PCVA-15XTAPに付いていたケーブルを適当なところでちょん切るわけですが、この作業って勇気が要りますね。切ってしまえばもう戻れないもんで。

配線

ということで、あとはひたすら配線作業です。結線につきましては、以前紹介した通り、VAIO液晶の改造サイトを参照させていただきました。

VAIO専用モニタ改造Reference

まずは、切断したケーブルの断端を熱収縮チューブなどで処理し、必要なワイヤーだけ半田付けしました。

この後、余ったワイヤーは他の線とショートしないように、適当な長さにカットしてホットボンドで固めてしまいました。

ちなみに半田付けする前に、DVIコネクタのシールドケースと外側の皮をあらかじめケーブルに通しておきましょう。そうしておかないと、せっかく半田付けしたところを外す羽目になって泣きます。これ、分かっちゃいても結構やってしまうんですよね。(今回はやってませんよ!)

内部をホットボンドで固めたあと、シールドケースをかぶせて、さらに外側の皮を被せれば完成。

ピン抜き

DFP変換ケーブルを使うときに、アナログのGNDのピンが邪魔になるようなので、ピンを抜いてしまいました。
DVI-D→DFP変換ケーブル

DVI端子を持ったビデオカードに繋ぐ場合はそのままで良いのですが、今回はDFP端子付きのPCに繋げるために変換ケーブルを用意しました。

DFP変換ケーブルを付けるとこんな感じ。DFP出力を持ったPCやビデオカードに、DVI-Dモニタを付けるためのものです。単にコネクタを変換しているだけで、特に電気的な信号を変換しているものではありません。千石電商だと1000円程度で売ってます。

この逆に、DVI-D端子を持ったPCやビデオカードにDFPモニタを付けるアダプタもあり、ショップではそちらのほうをよく見かけます。

DFPコネクタ

DFPコネクタはハーフピッチアンフェノールの20pです。ピンアサインについては、Hage88さんのサイトに載ってます。

DVI-DとかDFPとかTMDSとかPanelLinkとかいろいろな呼び名やコネクタの規格があって、非常にややこしいのですが、全部同じ信号が流れていますので、適当にコネクタを変換すれば相互に接続が可能なわけです。


制御基板の加工

映像入力用のコネクタの加工が終わったので、次は液晶割れのジャンクPCVA-15XTAPから収穫した制御基板の加工をします(画像は加工後のもの)。この基板は、TMDS→LVDS信号変換回路だけでなく、2chオーディオアンプ回路インバータLCD用+3.3V電源と制御回路を搭載しており、実に使いまわしの効く基板だったりします。こういうのが単体で売ってればいいのに、と思います。

元々PCVA-15XTAPは、VAIO本体から1本のケーブルで電源と映像信号と音声信号を貰う設計になっているので、今回の工作では電源入力端子、音声入力端子を増設してやります。

電源

画像オレンジの線が+12V、黒がGNDの入力ポイント。基板をカッターで削って銅箔部分を露出させてから半田付けしています。このワイヤーをDCジャックに付けて12V出力のACアダプタを接続します。

それと、この基板ではアナログ系(アンプ)の電源とデジタル系(LCD)の電源が分離されているので、それぞれを繋げてます。上の赤いビニール線が、アナログ電源とデジタル電源を繋いでいる部分。

基板裏側

加工後の基板裏側の様子。音声入力と、アナログとデジタルGNDのブリッジ。そして音声ミュート回路を増設しています。以前の記事でも書いていますが、ミュート回路は、LCDがサスペンドモードになったときに音声もカットするようにしています。省電力と、PCサスペンド時のノイズ対策のためです。

音声入力

音声信号はここから2芯のシールド線で引き出しました。取り出しやすいところからテキトーに取ればいいだけのことです。スルーホールのところに半田付けしていますが、このままだと半田が載らないので、パターンをカッターで削って銅箔を露出させています。

あと、C61のGND側からTDA1517Pの18pをジャンパして、アナログ系のGNDとデジタル系のGNDを被覆線で繋ぎました。

音声ミュート回路

回路図と原理については、VAIO液晶でビデオモニタを制作する記事を参照のこと。R31のパターンに来ているサスペンドLEDの信号を利用して、アンプICのミュート端子をGNDに落とす回路です。

PCをBGMプレーヤー代わりに使う時なんかはLCDのサスペンド時に音が消えると困ると思いますので、そういう場合はこの回路を省略するか、PCからの+5V入力を利用して、リレーや74HC04あたりで回路を組んでみると良いと思います。また、LCDの電源をATX電源の+12V出力から取る場合はミュート回路は不要だと思います。

ボリウムコントロール基板

バックライトの輝度と音声のボリウムコントロールをする基板です。これを繋がないとバックライトは点かないし、音も出ないので注意。

このLED、普通に繋げるとサスペンド時に緑、動作時にオレンジ+赤になりますが、オレンジ+赤という色の組み合わせはどうも落ち着かないので、オレンジと緑の配線を入れ替えてます。単にのコネクタのピン(1pと2p)を抜いて差し替えただけですが。

動作時はこんな感じに緑+赤になっています。


とりあえずテスト

配線作業が一通り終わったので、動作確認してみます。動作中はインバータから高圧が出ているので絶縁に注意しましょう。うっかり高圧部に触ったりすると、バチっと火花が出て皮膚が焦げます。LCDと制御基板の隙間に適当な厚紙を挟んでおけばOKです。

ご覧のようにバッチリ表示されています。複雑な絵を出しても、ノイズや同期の乱れはまったくありません。


ケースの加工

うまいこと使えるようなので、ケースの加工に取りかかります。まずは大まかなレイアウトを決め、LCDパネルの表示部分に合わせて四角くくり抜きました。

まずPカッターで削り込み、ある程度削ったところをカッターで切り離しています。このときに無理な力が掛かると意外とアッサリ割れるので要注意。実は左下の隅のところを割ってしまいました。まぁ、全体の強度には影響しないようなのでそのまま作業続行しましたけど。

ケースは100円なので、失敗してもまた作り直せばいいや、などと考え、お気楽に工作しています。

ボリウム基板の固定

ボリウムコントロール用の基板を背面の右上に位置するように固定しました。

スリット状の四角い穴を開けるわけですが、割れないように気を遣います。ドリルでチマチマ穴を開けてからカッターと棒ヤスリで仕上げました。

ポリプロピレンは粘りがあるため、棒ヤスリで削ると、削りクズがくっついたままになるのでそれをカッターで切り取るような具合です。

基板の固定用穴を1カ所ネジ止めして完了。

コネクタ造設

ACアダプタ用のコネクタと、音声入力用のコネクタを造設し、DVI-Dのケーブルを底面中央から出しています。

壁掛けで使う予定なので、いずれも底面に配置しています。


スピーカーの固定

PCVA-15XTAPに内蔵されていたスピーカーを背面に張り付けました。ネジで固定したほうが良いのですが、面倒になったため、ホットボンドでテキトーに固定しています。手抜き手抜き…。

スピーカーの口径に合わせた丸穴を背面に開けて、スピーカーのバスレフダクト開口部に合わせて底面に穴を開けました。これを開けておかないと、低音が曇ってしまいます。

このスピーカー、以前にも書いていますが、サイズの割になかなか良い音を出してくれます。たぶんエンクロージャがしっかりしているんでしょう。

冷陰極管のケーブルの延長

制御基板の配置をいろいろ考えたのですが、どうやっても冷陰極管のワイヤーの長さが足りなかったので、延長することにしました。

本当は高圧が通るところなのであんまり弄りたくなかったのですが、とりあえず適当なところで切断し、高圧側に太いワイヤーを半田付けして熱収縮チューブで二重に覆いました。低圧側は細くても良いみたいなので、テキトーです。

配置

制御基板を2カ所ネジ止めして、最終的に背面はこんな感じに配置されました。

LCDパネルは上部2カ所にネジ穴が空いているので、そこをネジ止めし、下部はホットボンドで張り付けてしまいました。本当はアルミでステーを作ってネジ止めしたほうが良いのですが、100円ケースなので手抜きしてます。

LVDSコネクタを繋いでケースを閉じれば完成です。

起動

無彩色のファイルケースですが、かえってシンプルで良いかも、と思ったり。微妙な透け具合が林檎のマークのLCDモニタを彷彿とさせまんか? ケースのサイズもLCDにピッタリでした。

完成後の動作確認ですが、BIOSからしっかり全画面で絵が出ています。

インジケーターLED

LEDは前述のように、ピン差し替えにより、サスペンド時=オレンジ、動作時=緑+赤に光るようにしてます。クリアケースの中から透過してみえるのがなかなかイイ感じです。

デジカメ画像ではオレンジも赤も同じ色に見えますけど…。


裏側

もはや時代遅れな気もしますけど、半透明のスケルトンという感じで、見た目も悪くないと思います。100円ケースもなかなか侮れませんね。

スピーカーはスペースの都合で裏側に配置してしまいましたが、オマケみたいなものですから、これで良しとしました。壁に密着させなければOKでしょう。音の良いスピーカーだけに、ちょっと勿体ない使い方のような気もしますけど。

壁掛けLCDとして完成

製作期間たったの2日で、壁掛けモニタとして完成しました。で、サブモニタとして壁際に吊して半月くらい使ってみたのですが、どうもイマイチな印象。自分はメインに19インチCRTを使っているので、壁掛けだとメインモニタとの距離が離れすぎてしまいます。

アームでデスクに固定できれば、メインのCRTとの距離を調整できるのに…と思いましたが、市販のLCDアームってなぜかメチャメチャ高いのです。腕だけのくせして8000円はします。ちょっと良い奴になると12000円くらい。ショップで現物を見ると、かなり強度はありそうなんですが、自作の軽量モニタにそこまでの強度は要らんだろ、というくらいの強靱なアームです。どうりで高いわけだ。腕ごときに8000円も出してられまへん。

もっと弱いアームで良いから安いの無いかなぁ〜などと思っていた折り、BBSで興味深い作例の報告がありました。


書類用のアーム

popoさんから報告のあったのが、エレコム書類用のアームを利用したアーム式LCDの作例でした。私が以前に作った12インチのアルミケースのLCDモニタとほぼ同じ作りのものに、このアームを取り付けたとのことです。

ただし、LCDモニタの重量が1.3kgほどあり、アームの耐荷重限界ギリギリということでした。

今回制作したLCDは100円ケースとVAIO基板を利用しただけあって、非常に軽量で、総重量1kg程度でした。これは使えるかも!と思って私も入手してみました。ヨドバシで1550円ナリ。

お店にはこの手の商品がいくつかおいてあったのですが、この製品が最も重量負荷に耐えそうな感じでした。

この手の書類ホルダーは、クランプ固定ではなくてデスクに直置きのタイプとか、いろいろありますので、応用範囲は広そうです。何よりお値段が手頃なのが有り難いことです。

これが内容物。必要なのは、腕とクランプと、パネルを固定する金具です。取り外したパネルが余ってしまいましたが、何か良い使い道はないですかねぇ。

アームの作りはよくあるアームライトの腕と同じようなものみたいです。要所要所は鉄で出来ているので、多少の強度はありそうです。

一応2カ所でアームの堅さを調整できるようにネジが付いています。回してもあんまり効果はないみたいですが。

パネルを固定するための金具ですが、しっかりと鉄で出来ているようで、強度的には十分なものです。形状もLCDパネルをネジ止めするには丁度良い感じ。

しかし、アーム側でこの金具を差し込む部分がブラスチックなんですよね。そのうち割れたりしないか心配なところではあります。

取り外した金具をLCDケースに固定するわけですが、100円ケースはかなりヘロヘロなので、金具をそのままネジ止めすると、ネジ止め部分が重量に耐えられず、ケースが歪んでしまいます。

そこで、補強用のアルミ板を一枚加工しました。適当な端材を利用し、角を丸めてネジ穴を開けただけです。

このように張り付けました。画像ではアルミ板は表面に張り付いているように見えますが、実際はケースの内側にあるものが透過して見えるだけです。アルミ板と金具でケースをサンドイッチしているわけです。

アームに取り付けてみました。自重でケースに若干の歪みが生じていますが、許容範囲でしょう。ケースが弱いので、パネルを掴んで固定位置を調整するのは厳禁です。各関節をそれぞれ丁寧に動かさないといけません。

アームの硬さはこの程度の重量のものであれば、大丈夫みたいです。特に垂れ下がってくることもなく、パネルを空中に固定できています。

このアームは長いので、可動範囲は非常に広いのですが、。そのぶん耐荷重性能は落ちます。テコの原理で、根本のクランプとアームの先までの距離が長いほど、クランプにかかる力が大きくなるからです。今回の作品では、強度と軽量化のバランスがうまいこと行っているようです。偶然なんすけどね。

市販のLCD用アームだと、強度に余裕を持たせるために、あまり長い腕は作れないみたいです。この軟弱な超軽量モニタ無駄に長いアームを使ったいいかげんな設計は、並のメーカー製品ではできない芸当でしょう。こんなの作って売ったらすぐにブッ壊されてクレームの嵐が来るに決まってます。

どのくらい弱いかって言うと、軽く貧乏揺すりをしただけでモニタが揺れるくらいです。


総評

てなわけで、作業日数として3日で完成しました。ケースが100円なもんで、いつもより大幅に手を抜いています。

今回使用した液晶パネルSAMSUNG LT141X2-124は元々A-200Kで使うつもりで購入したパネルであり、A-200Kで使えないことが判明した時には結構ショックだったのですが、ジャンクVAIOモニタの基板で対応可能だったおかげでこうして日の目を見ることができました。さて、お約束の制作費を算出してみましょう。

パーツ

費用
液晶パネル

8000円

制御基板

2000円

ケース

100円

アーム

1550円

コネクタ類

700円

合計

12350円

まぁ、それなりに安いのですが、LCDパネルを8000円で買ったのは失敗だったかも。今考えたらジャンクのVAIO専用液晶モニタを買ってバラして利用したほうが安かったのですが、このパネル入手したときはVAIOモニタの中身は明らかにされていませんでしたからねぇ…。パネル単体よりもアンプもスピーカーも筐体も付いているVAIOモニタのほうが安く手に入るっていうのも妙な現象なんですが…。

VAIOモニタといえば、先日またしてもPCVA-141LAP(@\3K:やっぱりパネル単体より安い) を入手してしまったので、今度はジャンクマザーPC二号機用にLVDSで同じような形のアームモニタをもう一台作ってみようと思っています。141LAPはLVDSオンリーなので改造の自由度は低いのですが、LVDS出力のあるノートPC基板には簡単な改造で繋がるので、目的を選べば結構使えます。その話はまた後ほど。

現在、セカンドモニタとして、メインモニタの左上に配置していますが、壁掛けに比べると視点を移すのがかなりラクになりました。ただ、LCDパネルが古い世代のものなので色がギラギラしいて、あんまり見やくはないですね。メインのCRTとの色調の違いも激しいです。色が濃いめなのでDVD映像を横で垂れ流したりする分には綺麗なんですがね。まぁ、セカンドモニタなのでこれでも十分でしょう。


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