دستگاههای حضور و غیاب

سنسور اثر انگشت خازنی چیست و چه مزایا و معایبی دارد؟

توسط 21 آگوست 2021 بدون نظر
سنسور اثر انگشت خازنی

یکی از انواع سنسورهای اثر انگشتی، سنسور اثر انگشتی خازنی است. این اسکنرها قادرند با استفاده از جریان الکتریکی بین پوست و دستگاه الگوی اثر انگشت را کپی کرده و در دیتابیس دستگاه اسکنر اثر انگشت ذخیره کنند.

از اسکنرهای اثر انگشت خازنی در ساخت سنسورهای اثر انگشت موبایل‌ها و دستگاه‌های حضور و غیاب اثر انگشتی بیشترین استفاده می‌شود.

سنسور اثر انگشت خازنی چیست؟

این سنسورها از مجموعه‌ای خازن تشکیل شده‌اند که الگوهای اثر انگشت افراد را ثبت می‌کنند. نوع کار سنسور اثر انگشتی خازنی به این صورت است که سنسور با استفاده از تغییر ظرفیت و بارالکتریکی موجود در خازن تصویری مجازی از الگوی اثر انگشت را ثبت کرده و در دیتابیس اسکنر ذخیره می‌کند.

نکته مهم این است که نمی‌توان به راحتی سنسور اثر انگشت خازنی را دور زد یا فریب داد. اما مسئله اینجاست که این سنسورها بسیار حساسند و با کشیدن تیغ روی سطح آن ممکن است عملکرد نادرستی داشته باشند.

با اینحال سنسور اثر انگشتی خازنی یکی از انواع محبوب سنسورهای اثر انگشتی است و در بسیاری از دستگاه‌ها و به خصوص دستگاه‌های موبایل و سیستم‌های حضور و غیاب استفاده می‌شوند.

ساختار سنسور اثر انگشت خازنی

برای شناخت ساختار سنسور اثر انگشت خازنی باید با عملکرد خازن آشنا باشید. خازن‌ها قطعاتی هستند که قادرند جریان الکتریکی را در خود ذخیره کرده و بر اساس تغییراتی که در جریان الکتریکی ایجاد می‌شود الگوهای مختلف را بازسازی کنند.

این سنسورها از تعداد بسیاری سلول تشکیل می‌شوند. هر کدام از این سلول‌ها دو صفحه رسانا دارند که با لایه‌ای از مواد عایق الکتریسیته پوشانده می‌شوند. سلول‌های موجود در سنسور کوچکتر از عرض شیارهای اثر انگشتند.

در ادامه این خازن است که کار اصلی سنسور را انجام می‌دهد. دو صفحه هادی خازن در واقع کار شارژ و دشارژ را انجام می‌دهد و در نتیجه الگوی اثر انگشت تشکیل می‌شود.

برای تکمیل شدن عملکرد حسگر اثر انگشت خازنی باید سطح انگشت ما به عنوان صفحه سوم خازن وارد عمل شود.

با نزدیک بردن اثر انگشت یا دور کردن آن از صفحه‌های رسانا ظرفیت خازن تغییر کرده و توانایی ذخیره بار پیدا می‌کند. برای انجام این کار خازن موجود در سلولی که زیر برآمدگی‌های اثر انگشت قرار گرفته باید از سلول زیرین بار الکتریکی بیشتری داشته باشد.

ساختار سنسور اثر انگشت خازنی دستگاه‌های حضور و غیاب

عملکرد سنسورهای خازنی در دستگاه‌های حضور و غیاب هم تقریبا به همین صورت است. در این دستگاه‌ها پردازنده در ابتدای کار سوئیچ تنظیم مجدد هر سلول را بسته و کل مدارها به تعادل می‌رسند. این کار باعث می‌شود تا سیستم آماده اسکن اثر انگشت شود.

در دوباره باز شدن سوئیچ پردازنده بار ثابتی را به مدار اعمال کرده و خازن‌ها شارژ خواهند شد. با توجه به اینکه فاصله انگشت تا حسگر باعث تغییر ظرفیت خازن می‌شود، برآمدگی‌های اثر انگشت خروجی ولتاژ متفاوتی خواهند داشت و از طریق همین تفاوت ولتاژ الگوی اثر انگشت در دستگاه ثبت می‌شود.

به طور ساده‌تر می‌توان توضیح داد که سنسورهای خازنی پستی‌ها و بلندی‌های روی اثر انگشت را تشخیص داده و از طریق همین برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌ها به الگوی کلی اثر انگشت فرد دست پیدا می‌کنند.

این الگوها در دستگاه ذخیره شده و در ادامه با مراجعه آن فرد و قرار دادن اثر انگشت روی حسگر احراز هویت انجام خواهد شد.

مزایای سنسور اثر انگشت خازنی

سیستم‌های اثر انگشت خازنی مزایای بسیاری دارند. این سیستم‌ها از اولین سیستم‌هایی بودند که برای ثبت اثر انگشت و اسکن اثر انگشت استفاده شدند و به همین دلیل همواره محبوبیت فراوانی داشتند. اما مهمترین مزیت یک سنسور اثر انگشتی خازنی در تفاوت آن با سیستم‌های اپتیکال است.

در سیستم اپتیکال شاید بتوان با تصویری از اثر انگشت فرد سیستم را فریب داد و اسکنر تنها نیاز به تایید تصویری دارد که از انگشت فرد ثبت کرده است.

اما سیستم‌های خازنی فقط در حالتی کار می‌کنند که انگشت فرد روی اسکنر احراز هویت قرار بگیرد. به همین دلیل در این حالت فریب سیستم بسیار سخت و حتی غیر ممکن می‌شود.

همچنین با توجه به اینکه در سنسورهای خازنی از تراشه‌های نیمه هادی استفاده می‌شود، فضای کمتری نسبت به سنسورهای نوری خواهند گرفت که از واحد CCD بهره می‌برند. به همین دلیل در فضای کوچکی می‌توان آن را قرار داد و جای زیادی نمی‌گیرد.

مزایای سنسور اثر انگشت خازنی

از دیگر مزایای اسکنرهای اثر انگشتی خازنی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

این سنسورها قادر به تشخیص تصاویر تقلبی و غیر واقعی هستند.

دقت بالایی دارد و به خوبی می‌تواند الگوها و فرورفتگی‌های اثر انگشت را تشخیص بدهد.

راه اندازی و ساخت اسکنرهای اثر انگشت خازنی بسیار ساده است و شامل مراحل پیچیده نمی‌شود.

قادر به تشخیص اهداف و مایعات متراکم است که کمک می‌کند دقت سنسور بالاتر برود.

قیمت اسکنرهای خازنی خیلی ارزان‌تر از انواع فراصوتی و نوری است و به همین دلیل بسیاری از شرکت‌ها ترجیح می‌دهند از دستگاه حضور غیاب با اسکنر خازنی استفاده کنند.

حساسیت آن بسیار بالاست و لازم نیست حتما برای تشخیص اثر انگشت فرد مجبور باشد انگشت خود را روی حسگر فشار بدهد. در مورد اسکنرهای نوری همیشه این مشکل وجود دارد که انگشت را باید دقیق و محکم روی سنسور قرار داد، اما انواع خازنی حسگرها اینگونه نیستند.

از این حسگرها برای اندازه گیری نیرو، فشار و رطوبت هم می‌توان استفاده کرد. دقت اندازه گیری و وضوح بسیار بالایی دارد.

معایب سنسور اثر انگشت خازنی

با اینکه مزایای اسکنر اثر انگشت خازنی بسیار زیاد است، اما همچنان این اسکنرها معایبی هم دارند که در اینجا به بیان آن‌ها خواهیم پرداخت.

حساسیت زیاد سنسورهای اثر انگشت خازنی گاهی هم دردسرآمیز است. چون این سنسورها در برابر تغییرات آب و هوایی مثل دما، رطوبت و… بسیار حساسند و ممکن است این موارد باعث اختلال دستگاه در تشخیص شوند.

اندازه گیری با خازن به نسبت اندازه گیری با مقاومت بسیار سخت‌تر است و به همین دلیل گاهی ممکن است دقت دستگاه بالا نباشد.

سنسورهای خازنی مجاورتی نسبت به سنسورهای خازنی القایی دقت بالایی ندارند و به همین دلیل پیشنهاد می‌شود که از سنسورهای القایی استفاده شود.

سنسورهای اثر انگشت خازنی به راحتی آسیب می‌بینند. با کشیدن تیغ روی اسکنر آن ممکن است دستگاه عملکرد درستی نشان ندهد.

ارسال پاسخ