Эти модули китайского производства широко доступны на AliExpress, Озон, WB и предназначены для работы при питании напряжением 5.0V в диаппазоне температур 0^oC..+50^oC в стандартном исполнении. Один и тот-же модуль может иметь как стандартное исполнение, так и расширенное. Отличие расширенного исполнения - работа при питании напряжением 3.3V в диаппазоне температур -20^oC..+70^oC. Печатные платы обоих вариантов идентичны, в стандартном исполнении отсутствуют несколько деталей.

Теоретическое обоснование доработки

  Знакосинтезирующие жидкокристаллические индикаторы, состоят условно говоря, из трех основных частей.

1. ЖК-панель, на которой отображается вся выводимая информация;

2. Логика индикатора, которая управляет панелью и определяет, что и как именно на ней будет отображено;

3. Подсветка, позволяющая улучшить отображение выводимой информации;

Согласно даташиту [1] первые две имеют следующие параметры (неполная выборка):

Temperature Range

RangeT	Normal	Wide
Operating	0oC...+50oC	-20oC...+70oC

Electrical Characteristics

Item	Symbol	Condition (RangeT)	Min	Typ	Max	Unit
Supply Voltage For Logic	Vdd-Vss	-	3.0	-	5.5	V
Supply Voltage For LCD	Vdd-Vo	-20oC...0oC (Wide)		-	5.2	-	V
		0oC...+50oC (Normal)	-	4.0	-	V
		+50oC...+70oC (Wide)	-	3.6	-	V

  Если обобщить и представить информацию из даташита графически, увидим следующую картину (следует учитывать, что питание логики дисплея и сам LCD соединены плюсами, т.е. общая точка это плюс (Vdd)):

  Т.е. при питании от напряжения 5.0V для нормальной (0^oC...+50^oC) и жаркой (+50^oC...+70^oC) температуры и стандартном исполнении, диаппазона регулировки контрастности хватает и делать ничего не нужно. Если нет необходимости обеспечить работоспособность дисплея при отрицательных температурах (-20^oC...0^oC), обычно никто и не заморачивается.   

Все меняется при питании дисплея 1602A от напряжения 3.3V. Даже при комнатной температуре требуется отрицательное напряжение для сдвига напряжения подложки LCD относительно питания логики дисплея, наименее затратно это делается с помощью инвертора полярности напряжения.

  Как видно по печатной плате, на ней в стандартном исполнении не распаяна микросхема U3, из пятачков J1, J2, J3 замкнут J1. Существует возможность расширить возможности модуля, просто добавив необходимые детали. После такой переделки модуль будет работать при питании напряжением 3.3V в диаппазоне температур -20^oC..+70^oC.

  Печатная плата предназначена для установки микросхемы 7660(A) (ICL7660, LMC7660, TC7660, МАХ1044) в SOIC-8 корпусе, это charge pump - "зарядовый насос" на переключаемых конденсаторах. Требует для работы минимум деталей, в данном случае всего три. Включение стандартное по даташиту как инвертирующего преобразователя напряжения (Simple Negative Voltage Converter).

Также будут нужны два конденсатора по 10mkF типоразмера 1206, пятачок J1 надо будет разомкнуть и замкнуть J3.

Коротко о подсветке, у меня бело/синий дисплей 1602А и светодиодная подсветка подключена через отдельный баластный резистор 20 Om (R8), при напряжении питания 5.2V, ток потребления составил ~82mA. При питании от напряжения 3.3V ток составит ~52mA, что только увеличит срок службы подсветки, или же можно подобрать номинал резистора. Я оставил для подсветки напряжение питания 5.0V c регулировкой ШИМ модуляцией.

Данный прием можно применить на модулях и с другой организацией знакомест 1×16, 2×20, 4×20 и других изготовителей, если их печатная плата содержит соответствующую топологию и подволяет добавить инвертирующий преобразователь напряжения.

Если же печатная плата не позволяет добавить инвертор напряжения, приходится как‑то выкручиваться. Например в [2] в модуль дисплея добавлен внешний инвертор напряжения собранный на микросхеме MC34063 и еще 8 деталях. Основной недостаток такого решения, кроме дополнительной печатки — применение индуктивности. Другой пример [3] — внешний инвертор напряжения на дискретных элементах собранного на отдельной печатке или навесным монтажом, содержит 5 деталей. Основной недостаток — требует внешнего генератора меандра.

P. S.

Можно заказать уже доработанный дисплей, обычно у него в названии присутствует строка «3.3V», но наличие инвертирующего преобразователя напряжения лучше все‑же предварительно уточнить у продавца отдельно.

Рекомендуемая литература:

[1]. LCD MODULE SPECIFICATION, BC1602A series

[2]. Генератор отрицательного напряжения для дисплея 1602 и подобных

[3]. Знакосинтезирующие ЖК-модули 1602A-1 и WH1602B. Краткое описание