عند تصميم أجهزة إنترنت الأشياء المدمجة التي تتطلب تصورًا واضحًا للبيانات، أصبحت شاشات OLED (الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء) أحادية اللون خيارًا شائعًا بين المتحمسين للإلكترونيات. توفر هذه الشاشات نسب تباين عالية، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة، وأبعادًا مدمجة. ومع ذلك، يتطلب التكامل السليم دراسة متأنية لمتطلبات الطاقة لمنع تلف الأجهزة وضمان نجاح المشروع.

تعمل معظم شاشات OLED أحادية اللون ودوائر التشغيل الخاصة بها على مصدر طاقة ثابت بجهد 3.3 فولت، مع مستويات منطق الاتصال التي تتطلب أيضًا 3.3 فولت. يختلف استهلاك الطاقة باختلاف عدد وحدات البكسل النشطة، ولكن شاشة OLED أحادية اللون النموذجية تسحب ما يقرب من 20 مللي أمبير عند 3.3 فولت. في حين أن هذا بمثابة إرشادات عامة، يجب اتخاذ قياسات دقيقة لنماذج وتطبيقات معينة.

تشتمل العديد من رقائق تشغيل OLED على دائرة مضخة شحن - وهي محول DC-DC مع مكثف مفتاح. تعمل هذه الميزة على رفع جهود الإدخال المنخفضة (عادةً 3.3 فولت أو 5 فولت) إلى الفولتية الأعلى المطلوبة لإضاءة وحدات البكسل OLED. يعمل التصميم المتكامل على تبسيط إدارة الطاقة عن طريق إلغاء الحاجة إلى دوائر التعزيز الخارجية.

اعتمادًا على طراز OLED ومتطلبات التطبيق، يمكن للمطورين الاختيار من بين العديد من مخططات الطاقة:

• إمداد واحد بجهد 3.3 فولت: يوفر النهج الأبسط 3.3 فولت لكل من شريحة التشغيل ودائرة مضخة الشحن، والتي تقوم بعد ذلك بتعزيز الجهد حسب الحاجة.
• جهد مزدوج (3.3 فولت + 4.5 فولت): يوفر 3.3 فولت لشريحة التشغيل مع توفير ما يصل إلى 4.5 فولت لمضخة الشحن، مما قد يؤدي إلى تحسين السطوع أو الكفاءة.
• جهد مزدوج (3.3 فولت + 7-9 فولت): يوصل مباشرة 7-9 فولت إلى دبوس الجهد العالي الخاص بـ OLED مع توفير 3.3 فولت لشريحة التشغيل. يتطلب هذا التكوين تعطيل مضخة الشحن الداخلية ويستخدم عادةً للتطبيقات ذات السطوع العالي.

لا تدعم جميع شاشات OLED أحادية اللون مستويات منطق 5 فولت. تتميز الطرز الأحدث عادةً بتوافق 5 فولت، مما يسمح بالاتصال المباشر بوحدات التحكم الدقيقة 5 فولت دون دوائر تحويل المستوى. قد تدعم الطرز القديمة مستويات منطق 3.3 فولت فقط، مما يعرضها لخطر التلف إذا تم توصيلها مباشرة بأنظمة 5 فولت.

تشمل مؤشرات التوافق الرئيسية:

• تدعم جميع شاشات OLED مقاس 1.3 بوصة 128×64 منطق 5 فولت
• تدعم شاشات OLED SPI/I2C المدمجة 128×32 عالميًا 5 فولت
• تتوافق الإصدارات 2.0 0.96 بوصة 128×64 التي تحمل علامة "5V جاهزة"
• قد تتطلب طرازات 0.96 بوصة 128×64 القديمة دوائر تحويل المستوى

بالنسبة لمعظم التطبيقات، يوصى بالاتصالات التالية:

• GND: اتصل بالأرضي
• Vin: اتصل بطاقة 3-5 فولت (المنظمات الداخلية تتعامل عادةً مع تحويل 5 فولت)
• 3Vo: يوفر خرج 3.3 فولت لمكونات أخرى (سعة تيار محدودة)

تتطلب شاشات OLED القديمة مقاس 0.96 بوصة 128×64 اهتمامًا خاصًا:

• VDD: يتطلب طاقة منطق 3.3 فولت
• VBAT: مدخل مضخة الشحن (3.3 فولت - 4.2 فولت عند استخدام المضخة الداخلية)
• VCC: دبوس الجهد العالي (7-9 فولت عند استخدام مصدر خارجي)

بالنسبة لاتصالات المتحكم الدقيق 5 فولت بالشاشات القديمة، تعد دوائر تحويل المستوى باستخدام مقسمات المقاوم أو الدوائر المتكاملة المخصصة (مثل TXS0108E) ضرورية.

يتطلب تكامل OLED الناجح الاهتمام بالعديد من العوامل الفنية:

• تقليل تموج إمداد الطاقة لمنع عدم استقرار الشاشة
• مراقبة القطبية الصحيحة لتجنب تلف الجهد العكسي
• تنفيذ الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي أثناء المناولة
• مراجعة أوراق البيانات بدقة لمتطلبات النموذج المحدد
• إجراء اختبار شامل قبل التنفيذ النهائي

من خلال فهم متطلبات الطاقة هذه واعتبارات التوافق، يمكن للمطورين دمج شاشات OLED أحادية اللون بشكل فعال في مشاريعهم مع تجنب مخاطر التنفيذ الشائعة.