Modify the LCD Module's Working Voltage from 5V to 3.3V

5V電源用のLCDモジュールを3.3V電源オンリーのシステムで使えるように改造する



キャラクター液晶モジュールの改造について

改造をした理由

I2C で接続できる液晶モジュールは電源と2本の通信線だけで接続できるので、ピン数が少ないDIPパッケージのPICマイコンとかのデバッグ作業で重 宝しているのですが。残念なことに20文字x4行表示で3.3V動作のものが見つかりませんでした。 そこで下図のように

最初はちゃんとレベルシフター回路を間に入れて3.3Vロジック電圧に対応していたのですが、基板と5V電源を別に接続しなくてはならないので、デバッグの 度に引っ張り出して来てセットアップするのが面倒でした。


本当に動かないのか?

 ダメ元でこのLCDを3.3V電源で動かすと液晶パネルを駆動するデバイスは正しく動作しているのに液晶の偏光角が足りないために何も表示が見えません。  一応コントラストの調整用半固定ボリュームが付いているので廻してみてもGND側目一杯に廻してもまだ足りない感じです。 そこでマイナス電位側にまで引っ 張れば表示が見えるのではないか?と考え別電源を用意してやってみたところ見事に表示することができました。 しかし一般的なシステムの場合マイナス電源を用 意するより+5V電源を用意する方がまだまだ簡単で現実的に考えていい方法といえません。 この程度の事のためにDC-DCインバーターを搭載するには大げさ すぎるし、もっと簡単な方法で実現できないかと考えました。


利用できる物なら何でも使ちゃえ!

 生真面目に負電圧生成のインバーターや発振回路を載せないで、もっと簡単に負電圧を作る方法はないかと考えたら、ありました。液晶をドライブする信号が定 期的にクロックのように基板上に出力されているのを見つけたので、これを検波(整流)して簡易的なチャージポンプとすることで負電圧を得て、必要な偏光角にす ることができました。


改造方法

必要なパーツを以下に列挙します。

改造に進みます。

ステップ1:

液晶モジュール基板の3番ピン(V0)と、I2C変換基板のpin14の間を接続しているピンを取 り外すか、ニッパー等で切断し、「V0」ピンを黒い基板から切り離します。

ステップ2:

液晶モジュールの裏側の基板上に、先程の部品で下図のようなチャージポンプ回路を構成します。



ステップ3:

液晶モジュール基板のV0ピンを、増設した回路のダイオードのアノード側とコンデンサーの間のノー ドに接続します。

ステップ4:

動作が確認できたら、ホットメルトやエポキシ接着剤などで固めて養生します。


(改造前)


(接続方法)

(改造後)

実際の作業後の画像は以下のようになります。


V0への接続点の画像


作業終了後

I2C変換基板のヘッダーから4ピンのケーブルで3.3V動作のシステムに液晶モジュールを接続するだけで使えるので、必要なときすぐ表示が使えるようになりまし た。


 この改造は、HILOの個人的な実験により動作が確認されただけであり、確実な性能及び動作等の一切を保証するものではあり ませんし、もし愛車を改造された場合には当然メーカーのサポート対象外となります。   従って本資料に基づいて機器を改造した際に、機器が動作しない、もしくは、 期待した性能が得られない等の障害が発生したり、万が一に事故等が発生したと しても、当方は一切の責務において関知しないものであります。  従って実際に機器の改造を行う際は、あくまでも各自、個人の責任において行 ってください、腕に自信の無い方は絶対にトライしないで下さい。
[Caution:] (Please use above documents, At Your own risk!)
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