Генератор отрицательного напряжения для дисплея 1602 и подобных

В радиолюбительских конструкциях широко применяются стандартные символьные дисплеи, благодаря своей высокой надёжности, низкой цене, распространённости. Эти дисплеи производятся многими фирмами, но управляются одинаково - внутри них находится контроллер, совместимый с Hitachi HD44780. Кроме того, существует много разновидностей дисплеев - на разное количество строк, и разное количество символов в строке. Большинство таких дисплеев имеют регулировку контрастности согласно данной схеме:

В данной схеме на вывод регулировки контраста (вывод № 3) подается напряжение от 0 до +5 вольт, чем напряжение меньше, тем контрастность выше. Некоторые дисплеи вообще могут работать когда на выводе 3 нулевое напряжение (вывод 3 замкнут на общий), поэтому на просторах интернета иногда встречаются схемы, на которых вывод 3 дисплея соединен с общим проводом схемы (максимальная контрастность). Сразу скажу, что так нельзя делать, так как один дисплей будет работать нормально, а другой уже не будет ничего показывать...

Относительно старые (а также некоторые новые) дисплеи для настройки контрастности требуют отрицательное напряжение около -1 вольта. Также при питании дисплея от +3,3 вольт, контрастность снижается, а повысить её можно только путём введения в схему отрицательного напряжения. Схема настройки контрастности приобретает следующий вид:

Чтобы установить оптимальную контрастность, на вывод 3 дисплея нужно подать отрицательное напряжение порядка -0,3...-1 вольт. Где же взять это отрицательное напряжение ? Для этого нужно спаять преобразователь (инвертор), который из +5 вольт сделает отрицательное напряжение, остаётся только подать его на подстроечный резистор, и установить желаемую контрастность.
Мне попался дисплей, требующий отрицательное напряжение.

Если подключить регулировку контраста по обычной схеме (рис.1), установить контраст на максимум, и подать питание +5 вольт, то, мы увидим бледное изображение:

А при питании +3,3 вольта вообще не будет изображения на дисплее. Это значит, что дисплею необходимо отрицательное напряжение для увеличения контрастности. Преобразователь (инвертор) я собрал на базе распространённой микросхемы MC34063, по схеме из даташита:

я только изменил резисторы в цепи обратной связи для получения нужного мне напряжения, и прикрутил подстроечный резистор для регулировки контрастности:

Подстроечный резистор включен между положительным и отрицательным напряжением. Это даёт возможность установить на его бегунке как положительное/отрицательное напряжение любой величины, так и нулевое напряжение. Номиналами резисторов R1 и R2 задаётся выходное напряжение преобразователя, я поставил R2=2k, R1=1k, что соответствует выходному напряжению около -3,5 вольт.

Для удобства я закрепил плату преобразователя на обратной стороне дисплея при помощи двустороннего скотча.

Также на плате дисплея я нашел контактные площадки на которых присутствует напряжение питания, и запитал от них преобразователь:

На плате дисплея я отследил куда идёт дорожка регулировки контраста (вывод 3) и перерезал её, подключив вместо вывода 3 мой собранный и настроенный преобразователь. Напряжение с вывода 3 дисплея идёт на этот джампер JP6, а далее идёт на чип дисплея.

Подаём питание, измеряем напряжение на выходе преобразователя:

Напряжение на выходе в пределах расчётного, теперь подстроечным резистором устанавливаем желаемую контрастность дисплея. Чем меньше/отрицательнее напряжение, тем выше контрастность.

Мой дисплей начал нормально показывать, когда на выводе 3 установилось напряжение -0,9 вольта.

Получилась конструкция с автономной регулировкой контрастности, не требующая никаких дополнительных напряжений, кроме питания +3,3...+5 вольт. При этом вывод № 3 дисплея теперь не используется, можно его не подключать. Ещё одним преимуществом является то, что дисплей теперь можно питать от +3,3 вольт без потери контрастности.

К статье прилагается печатка в формате Sprint Layout 5.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• LCD
• Sprint-Layout
• HD44780