بررسی انواع سنسور اثر انگشت و نحوه عملکرد حسگر اثر انگشت 

در دستگاه‌های حضور و غیاب، تلفن همراه و تراکنش‌های مالی به منظور اهراز هویت و اهداف امنیتی از انواع سنسور اثر انگشت استفاده می‌شود. سنسور تشخیص اثر انگشت تکنولوژی است که اثر انگشت فرد را ثبت می‌کند تا در هنگام استفاده از دستگاه موردنظر (تلفن همراه، تراکنش‌های مالی و دستگاه حضور و غیاب) فقط فردی که اثر انگشت او روی دستگاه ثبت شده است، می‌تواند از آن استفاده کند.  حسگر اثر انگشت موجب شده با جدیدترین تکنولوژی‌ها تعامل خاصی ایجاد شود و زندگی قانونمندتر، آسان‌تر و ایمن‌تر شود.  در این مقاله به بررسی انواع حسگر اثر انگشت پرداخته‌ایم.

سنسور تشخیص اثر انگشت چیست؟

یکی از فناوری‌های که باعث شده امنیت دستگاه‌های مختلف افزایش پیدا کند، حسگر اثر انگشت است. این حسگرها علاوه بر گوشی‌های تلفن همراه بر روی محصولات مختلفی استفاده می‌شوند. در زمان پیدایش، این تکنولوژی ابتدا روی تلفن همراه و دستگاه‌های بالا رده استفاده شد؛ ولی امروزه برای تشخیص هویت در دستگاه‌های مختلفی از این نوع تکنولوژی استفاده می‌شود. به طور کلی سنسور اثرانگشتی یکی از فناوری‌های امنیتی بیومتریک و زیست‌سنجی است که برای تشخیص هویت کاربر و شناسایی اثر انگشت در هنگام ورود به دستگاه استفاده می‌شود‌ و ساختار آن ترکیبی از ویژگی‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری است.

حسگر اثر انگشت چگونه عمل می‌کند؟

حسگر اثر انگشت در انواع مختلفی مانند فراصوت، فشاری، حرارتی، رادیویی، خازنی و نوری وجود دارد. در مورد نحوه عمل حسگر اثر انگشت به طور کاملا ساده می‌توانیم، بگوییم در اکثر حسگرها ابتدا از اثرانگشت تصویری تهیه می‌شود؛ سپس بخش‌های مختلف آن شناسایی و الگوی تهیه می‌شود در نهایت به صورت دیجیتالی الگوی تهیه شده مطابق با نمونه‌ی ذخیره شده می‌شود. در این جا توجه داشته باشید که حسگر اثر انگشت با اسکنر اثر انگشت متفاوت است. در واقع اطلاعات را اسکنر دریافت و حسگر پردازش نهایی اطلاعات را انجام می‌دهد تا از اطلاعات بتوان استفاده کرد‌. 

معرفی انواع سنسور اثر انگشت 

از انواع سنسور اثر انگشت می‌توان موارد زیر را نام برد:

سنسور خازنی اثر انگشت 

این نوع سنسور اثر انگشت همان طور که از نام آن مشخص است از خازن برای شناسایی اثر انگشت استفاده شده است. در واقع خازن نوعی وسیله الکترونیکی است که در یک میدان الکتریکی انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند. حسگرهای اپتیکال اثر انگشت را با جزئیات پایین ثبت می‌کنند و دو بعدی هستند؛ ولی حسگرهای خازنی جزئیات اثر انگشت را به طور دقیق ثبت می‌کنند و از طریق سیگنال‌های الکتریکی کلیه جزئیات را می‌پوشانند. در واقع این حسگرها برای این که دیتاهای مربوط به اثر انگشت را ذخیره کنند از یک سری مدار تشکیل شده‌اند که این مدارها خازن‌های کوچک دارند. این خازن‌ها بار الکتریکی دارند و هنگامی که روی سنسور اثر انگشت کاربر قرار می‌گیرند، بار الکتریکی آن‌ها تغییر می‌کند و هیچ گونه تغییری در صورت عدم تماس ایجاد نمی‌شود. 

شناسایی تغییرات بار خازن توسط تغذیه یک تقویت‌کننده عملیاتی انجام می‌شود.  در مرحله بعد ثبت تغییرات بار توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال انجام می‌شود. در مرحله آخر اثر انگشت کاربر با داده‌هایی که در دیتابیس از پیش ذخیره شده‌اند تطابق می‌شوند که این با استفاده از الگوریتم‌های موجود در این مدارها انجام خواهد شد.

سنسور اثر انگشت خازنی 

این نوع سنسورها از مجموعه‌ای خازن تشکیل شده‌اند که ثبت الگوهای اثر انگشت افراد را انجام می‌دهند. نحوه کار این نوع سنسور به این صورت است که با استفاده از بارالکتریکی موجود در خازن تصویری مجازی و تغییر ظرفیت الگوی اثر انگشت را ثبت می‌کند؛ سپس آن را در دیتابیس ذخیره می‌کند.

سنسور اثر انگشت نوری 

یکی از پرکاربردهای اسکنرهای اثر انگشت است که روی اثر انگشت نور ال ای دی بازتابیده می‌شود و تصویر اثر انگشت را بر می‌دارد و داخل دیتابیس ثبت می‌کند‌. این سنسور از طریق عکسبرداری با نور تشخیص و بازسازی تصویر اثر انگشت را انجام می‌دهد. فناوری که در این نوع سنسورها استفاده شده، مشابه با فناوری دوربین عکاسی است. از دوربین‌های ccd  یا cmos در اسکنرهای اثر انگشت نوری استفاده شده است. در این روش از تصویر اثر انگشت عکسبرداری می‌شود؛ سپس به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شود تا اثر انگشت فرد شناسایی و احراز هویت او انجام شود. در بسیاری از دستگاه‌های حضور و غیاب از این نوع سنسور اثر انگشت استفاده شده است. 

سنسور اثر انگشت اولتراسونیک 

سنسور اثر انگشت اولتراسونیک از جدیدترین فناوری اسکن اثر انگشت است که در گوشی‌های هوشمند استفاده‌ای فراوانی از آن می‌شود. در این نوع سنسور اثر انگشت از صدای فراصوت با فرکانس بالا برای شناسایی اثر انگشت استفاده می‌شود و سرعت و دقت بسیار بالایی دارد. برای احراز هویت این سنسورها از یک فرستنده التراسونیک و یک گیرنده استفاده شده است. در طول این فرآیند به طرف انگشتی که روی اسکنر قرار گرفته پالس‌های التراسونیک توسط فرستنده ارسال می‌شود. بعد از این که این اسکنرها به انگشت برخورد کرده‌اند، مقدار دیگری از آن منعکس و مقداری از آن رد می‌شود. به وسیله گیرنده التراسونیک پالس منعکس شده دریافت می‌شود و یک تصویر سه بعدی به تناسب شدت نبض از اثر انگشت به دست می‌آید‌‌. در این جا ذکر این نکته ضروری است که خطوط موجود روی انگشت و برجستگی‌ها باعث شده در شدت پاس بازگشتی تغییراتی ایجاد شود. این سنسورها مانند سنسورهای خازنی امن و دقیق هستند. 

حسگر اثر انگشت نوری 

این نوع حسگر اثر انگشت با استفاده از بازتاب نور انگشت کار می‌کند.  گوشی هنگام برخورد انگشت با اسکنر روشن می‌شود. اسکن نواحی روشن و تاریک و برجستگی‌های اثر انگشت با استفاده از نور LED انجام می‌شود تا تصویر اثر انگشت مشخص شود. اسکنر اثر انگشت نوری امنیت کمتری دارد؛ چون نسبت به اسکنرهای اولتراسونیک فریب دادن آن‌ها به راحتی انجام می‌شود. این اسکنر ممکن است با یک تصویر اثر انگشت با وضوح بالا فریب بخورد. این نوع اسکنر هنگامی که انگشت شما کثیف یا چرم است دقت کمتری دارد. 

سنسور انگشتی فراصوت یا التراسونیک 

این نوع سنسور اثر انگشتی جدیدترین فناوری برای اسکن اثر انگشت است که در تلفن‌های همراه استفاده می‌شود و برای احراز هویت از صدای فراصوت با فرکانس بالا استفاده می‌شود. مزیت‌ اصلی این نوع حسگر اثرانگشتی این است که تولید‌کنندگان می‌توانند آن‌ را در زیر بدنه پلاستیکی یا فلزی تلفن هوشمند یا زیر نمایشگر در کنار حفظ کیفیت قرار دهند. این نوع حسگر نسبت به دو مدل قبلی سرعت کمتری دارد.  

اسکنر اثر انگشتی اولتراسونیک 

برای بازکردن قفل گوشی از سنسور اثر انگشت استفاده می‌شود. هنگامی که روی اسکنر اثر انگشتی فراصوت یا اولتراسونیک انگشت خود را قرار می‌دهید به سمت آن امواج فراصوت تابیده می‌شود که این باعث شده منافذ و برجستگی‌های انگشت سه بعدی شوند.

اسکنر اثر انگشت 10 انگشتی 

این نوع اسکنر، 10 اثر انگشت را می‌تواند، اسکن کند که این برای سازمان‌های تشخیص هویت یا چهره بسیار مهم است. ضبط انواع اثر انگشت در این دستگاه بدون استفاده از انسداد انجام می‌شود؛ چون طراحی آن به صورت ارگونومیک است.

مهمترین کاربردهای سنسورهای اثر انگشتی کدام است؟

از مهمترین کاربردهای سنسور اثر انگشتی می‌توان موارد زیر را نام برد:

سنسور اثر انگشت خودرو 

برای جلوگیری از سرقت خودرو و ورود افراد غریبه به داخل خودرو به جای استارت‌های دکمه‌ای و سوئیچ از حسگرهای اثر انگشت استفاده شده است. خودروی شاسی بلند سانتافه مدل 2019 اولین خودروی بوده که از این فناوری در آن استفاده شده است. در دکمه استارت و دستگیره‌های درب خودرو حسگرهای اثر انگشت تعبیه شده است. 

سنسور اثر انگشت گوشی 

امنیت بالای سنسورهای اثر انگشت باعث شده روی گوشی‌های هوشمند استفاده شوند. به جای گذاشتن رمز بر روی گوشی با استفاده از سنسور اثر انگشتی می‌توان گوشی را باز کرد. برای شناسایی اثر انگشت در سنسور اثر انگشت گوشی از یک نرم‌افزار و سخت‌افزار استفاده شده است.

سنسور اثر انگشت درب بازکن 

درب خانه‌های هوشمند امروزه با استفاده از سنسور اثر انگشت باز می‌شود که این باعث شده افراد غریبه نتوانند وارد خانه شوند و فقط اثر انگشت افرادی که روی سنسور ذخیره شده است، می‌توانند داخل خانه شوند.

سنسور اثر انگشت برای کامپیوتر 

برای جلوگیری از سرقت اطلاعات روی کامپیوتر از حسگر اثر انگشت استفاده می‌شود. در واقع برای روشن شدن و باز شدن کامپیوتر باید اثر انگشتی  فردی که قبلا ذخیره شده است، اسکن شود. 

گوشی سنسور اثر انگشت 

گوشی‌های که سنسور اثر انگشت دارند از امنیت بالایی برخوردار هستند و تنها با اسکن اثر انگشتی که قبلا ذخیره شده است، گوشی باز می‌شود.

قفل برنامه با سنسور اثر انگشت 

برنامه‌های مختلفی که روی گوشی موبایل یا لپ‌تاپ شما وجود دارند را به وسیله سنسور اثر انگشت می‌توانید آن‌ها را روشن کنید و وارد برنامه مورد‌نظر شوید. سنسور اثر انگشت قفل برای قفل کردن تمام برنامه‌های که روی گوشی یا کامپیوتر نصب شده‌اند، استفاده می‌شود.

ماژول سنسور اثر انگشت چیست؟

برای مقاصد امنیتی و شناسایی هویت یکی از بهترین و ارزان‌ترین راه‌ها استفاده از ماژول اسکنر اثر انگشت است که در مدل مختلفی مانند ماژول اثر انگشت as608 وجود دارد. هر فردی ماژول اثر انگشت خود را با استفاده از تجهیزات و آموزش درست می‌تواند، انجام دهد. برنامه نویسی سنسور اثر انگشت با استفاده از ماژول اثر انگشت انجام می‌شود که در انواع مختلفی مانند ماژول اثر انگشت رله دار وجود دارد. به طور کلی ماژول اثر انگشت دستگاهی است که برای تشخیص هویت و امنیت استفاده می‌شود. قطعات زیادی مانند سنسور، LED، میکروکنترلر و تاچ  built-in در ماژول اثر انگشت وجود دارد. برای پردازش اثر انگشت هر یک از این قطعات با هم کار می‌کنند.

روی سنسور ماژول انگشت کشیده می‌شود؛ سپس از سمت LED نوری به سمت انگشت تابیده و از یک صفحه مخصوص این نور عبور می‌کند و روی سنسور اثر انگشت روشن می‌شود. نور بازتاب شده را سنسور تصویر داخلی دریافت می‌کند؛ سپس پردازش تصویر توسط میکروکنترلر 32 بیتی که داخل ماژول وجود دارد، انجام می‌شود‌. با یک الگوریتم این پردازش انجام می‌شود و باعث متمایز شدن انواع اثر انگشت می‌شود. ماژول اثر انگشتی r301  و ماژول اثر انگشت usb از انواع ماژول‌های اثر انگشت هستند. 

منظور از کالیبره سنسور اثر انگشت چیست؟ نحوه فالسازی کالیبراسیون اثر انگشت 

هنگامی که سنسور اثر انگشت از کار افتاده باید دستگاه مورد نظر را به تعمیرکار حرفه‌ای نشان دهید؛ ولی ممکن گاهی سنسور اثر انگشت از کار بیفتد و گاهی کار کند. در چنین موردی می‌توانید با روش‌های مختلفی دوباره سنسور اثر انگشت را فعال کنید. چگونه کالیبراسیون اثر انگشت را فعال کنیم. روش‌های مختلفی برای فعال‌سازی کالیبراسیون اثر انگشت وجود دارد. اگر حسگر اثر انگشت کار نمی‌کند با استفاده از روش‌های زیر می‌توانید به رفع این مشکل اقدام کنید:

تمیز کردن حسگر اثر انگشت 

تمیز کردن سنسور اثر انگشت یکی از اولین کارهایی است که برای کالیبراسیون حسگر اثر انگشت می‌توانید، انجام دهید. چون گاهی کثیف بودن دست باعث می‌شود سنسور اثر انگشت کار نکند. انواع سنسور اثر انگشت را با تمیز کردن می‌توانید کالیبراسیون آن‌ها مانند کالیبره سنسور اثر انگشت a50 و کالیبره سنسور اثر انگشت a51 را فعال کنید.

تست سنسور اثر انگشت گوشی 

اگر گوشی شما سامسونگ است، می‌توانید *#0*# را شماره‌گیری کنید و وارد صفحه تست گوشی شوید. در قسمت Sensors اثر انگشت نباید ارور Faild باشد و باید سنسور اثر انگشت Pass باشد در سنسور ارور بود، نشان می‌دهد که سنسور فیزیکی خراب است و باید آن را تعمیر کنید. اگر گوشی شما شیائومی است باید *#*#۶۴۶۶۳#*#* را شماره‌گیری کنید تا صفحه تست گوشی باز شود.

آپدیت کردن گوشی 

با آپدیت کردن سیستم عامل می‌توانید، مشکل سنسور اثر انگشت را حل کنید. 

فعال کردن Screen Sensitivity

برای فعال کردن این ویژگی باید به تنظیمات گوشی وارد شوید و به ترتیب قسمت Display و گزینه Touch Sensivity را فعال کنید تا نمایشگر بهتر عمل کند. 

پاک کردن کش گوشی 

گاهی ممکن است پر بودن حافظه گوشی باعث شود، سنسور گوشی به خوبی کار نکند. برای این که حافظه پنهان گوشی اندروید خود را پاک کنید، ابتدا باید گوشی را خاموش کنید. در مرحله دوم باید دکمه‌های ولوم و پاور را همزمان پایین نگاه دارید و هنگامی که لوگوی گوشی ظاهر شد باید از روی ولوم پایین دست خود را بردارید و پاور را نگه دارید تا به صفحه بوت گوشی اندروید خود وارد شوید. در مرحله باید گزینه Wipe Cache Data را انتخاب کنید تا کش گوشی پاک شود. در مرحله آخر برای این که از بوتلودر گوشی خارج شوید باید توسط گزینه Reboot  گوشی خود را دوباره راه‌اندازی کنید. 

چند منظوره بودن اثر انگشت را خاموش کنید

برای این که در سنسور اثر انگشت اختلال ایجاد نشود باید قابلیت Fingerprint Gestures را در قسمت تنظیمات خاموش کنید؛ چون این قابلیت باعث می‌شود، همراه با سنسور اثر انگشت دستورهای دیگری هم اجرا شود که این موجب می‌شود در سنسور اثر انگشت اختلال ایجاد شود. 

هارد ریست کردن و سه دکمه کردن گوشی اندروید 

هارد ریست کردن یا سه دکمه کردن گوشی اندروید یکی دیگر از راه‌های رفع ارور گوشی‌های هوشمند است. برای خالی شدن کش درون رم و پاک کردن کش گوشی روشی سریع‌تر برای هارد ریست کردن کردن است‌. برای استفاده از این روش باید ابتدا گوشی خود را خاموش کنید؛ سپس به طور همزمان هر سه دکمه ولوم بالا، ولوم پایین و سه دکمه پاور را نگاه دارید تا لوگوی ظاهر شود. 

ریست فکتوری کردن گوشی اندروید 

اگر مشکل سنسور اثر انگشت شما حل نشد تنها راه بازگرداندن گوشی به تنظیمات کارخانه است؛ ولی قبل از این کار باید در هارد خود یا در یک بک آپ در کامپیوتر اطلاعات گوشی را ذخیره کنید؛ چون بعد از ریست فکتوری کردن تمام اطلاعات شما پاک می‌شود. برای فکتوری ریست کردن گوشی باید وارد تنظیمات گوشی شوید. در مرحله دوم باید گزینه General management را انتخاب و به قسمت reset بروید و در نهایت گزینه Factory Reset Data را انتخاب کنید.

برترین برندهای اسکنر اثر انگشت کدام‌اند؟

از برترین برندهای اسکنر اثر انگشت می‌توان موارد زیر را نام برد:

اسکنر اثر انگشت سوپریما suprema

این برند ساخت کشور کره جنوبی است. این برند در زمینه تولید سیستم بیومتریک، کنترل دسترسی، دستگاه‌های حضور و غیاب و سیستم‌های احراز هویت فعالیت می‌کند. نمایندگی فروش اسکنر اثر انگشت سوپریما با قیمت کارخانه این محصول را عرضه می‌کند. 

اسکنر اثر انگشت برند فوترونیک 

این برند ساخت کشور چین است که محصولات نرم‌افزاری و سخت‌افزاری پیشرفته سنسور اثر انگشت را تولید می‌کند. 

اسکنر اثر انگشت برند مالوگ 

این برند ساخت کشور آلمان است که در زمینه محصولات امنیتی و بیومتریک فعالیت می‌کند. این برند در بین سازمان‌های دولتی و ادارات جایگاه خوبی پیدا کرده‌ است.

اسکنر اثر انگشت تایگر Tiger

تایگر یک برند چینی است که اسکنرهای اثر انگشت زیادی را برای افزایش امنیت تولید می‌کند‌.

عوامل موثر بر قیمت سنسور اثر انگشت چیست؟

امنیت یکی از فاکتورهای است که روی قیمت اسکنر تک انگشتی تاثیر مهمی دارد و هر چه اسکنر تشخیص اثر انگشت امنیت بالاتری داشته باشد، قیمت ماژول سنسور اثر انگشت افزایش پیدا می‌کند. قابلیت و کیفیت یکی دیگر از عواملی هستند که باعث شده قیمت ماژول اثر انگشت متفاوت باشد. مدل یکی دیگر از فاکتورهای است که باعث متغیر شدن قیمت اسکنر اثر انگشت شده است. به طور مثال قیمت اسکنر اثر انگشت ده‌انگشتی با قیمت سنسور اثر انگشت a12، قیمت سنسور اثر انگشت r305  و قیمت حسگر اثر انگشت a12 متفاوت است. برای اطلاع از مدل‌های مختلف قیمت سنسور اثر انگشت مانند قیمت سنسور اثر انگشت usb  کافی به سایت‌های که سنسور اثر انگشت فروش را انجام می‌دهند، مراجعه کنید. برای این که با قیمت کمتری بتوانید، اسکنر اثر انگشتی بخرید باید به سراغ اسکنر اثر انگشت دست دوم بروید.

خرید اسکنر اثر انگشت از کدام شرکت‌ها امکان‌پذیر است؟

از تمام شرکت‌ها می‌توانید اسکنر اثر انگشت را خریداری کنید. در هنگام خرید حسگر اثر انگشت باید به کیفیت، مدل ( سنسور اثر انگشت a60، سنسور اثر انگشت آرد و پنو) و نوع برند محصول توجه کنید. نوع تکنولوژی به کار رفته در ساخت سنسور اثر انگشت یکی دیگر از نکاتی است که در خرید سنسور اثر انگشت باید به آن توجه شود. سنسور اثر انگشت فروش آن در مدل و برندهای مختلفی انجام می‌شود. نمایندگی فروش اسکنر اثر انگشت علاوه بر این که به عرضه اسکنر سنسور اثر انگشت مشغول است، نصب حسگر اثر انگشت هم انجام می‌دهد. 

سوالات متداول 

چرا حسگر اثر انگشت کار نمی کند؟

دلایل نرم‌افزاری و سخت‌افزاری مختلفی باعث شده حسگر اثر انگشت کار نکند.

ریدر اثر انگشت usb  برای دسکتاب چیست؟

ریدر اثر انگشت usb یک دستگاه اثر انگشت خوان است که به کامپیوتر با استفاده از پورت usb  متصل می‌شود. در کنار نرم‌افزار از این نوع سنسور برای دریافت الگوی اثر انگشت افراد استفاده می‌شود. 

چند مورد از مدل سنسور اثر انگشت اشاره کنید؟

سنسور اثر انگشت gt511c3، سنسور اثر انگشت r305 و ماژول اثر انگشت r301 از مدل‌های مختلف سنسور اثر انگشت هستند که در هنگام خرید اسکنر اثر انگشت و خرید سنسور r305 و دیگر مدل‌ها باید به سراغ برندهای معتبر بروید‌. 

جمع بندی 

برای افزایش امنیت و شناسایی هویت کاربر روی کامپیوتر، موبایل و دستگاه حضور و غیاب و بسیاری از دستگاه‌ها از سنسور اثر انگشت استفاده می‌شود. اسکنر اثر انگشت دستگاهی است که اثر انگشت روی آن ثبت می‌شود و در هنگام استفاده از دستگاه اثر انگشت ثبت شده شناسایی می‌شود تا افراد غریبه نتوانند وارد گوشی و دیگر دستگاه‌ها شوند. در هنگام خرید سنسور اثر انگشت برای کامپیوتر باید به مدل و کیفیت آن توجه شود.