سنسور اثر انگشتی خازنی چیست و چه کاربردی دارد؟

سنسور اثر انگشتی خازنی که در دستگاه حضور و غیاب انگشتی به زبان ساده یک حسگر پرسرعت با پردازنده دیجیتال است و طبق الگوریتم انگشت نگاری که دارد؛ تشخیص، پردازش، تصویربرداری و تطبیق اثر انگشت را انجام می‌دهد. در واقع بخش سخت افزار یا اسکنر سنسور اطلاعات آنالوگ را دریافت کرده و آن‌ها را به پردازنده دیجیتال خود منتقل می‌کند.

بخش نرم افزاری نیز عملیات پردازش و تطابق اثر انگشت را برعهده دارد؛ این سنسور خازنی ساختاری ساده اما هوشمند دارد و عملیات انگشت‌ نگاری را با سنسورهای نیمه هادی خود انجام می‌دهد و نتیجه نهایی با سرعت، دقت و امنیت بالایی مشخص می‌شود و به همین خاطر است که سنسورهای خازنی جایگاه خاصی را در میان سایر حسگرها به خود اختصاص داده‌اند.

این سنسور با فیزیک جامد خود، برای تشخیص و پردازش اثر انگشت به تماس مستقیم نیاز دارد و عملکرد ساده، سریع و دقیق آن در کنار مکانیسم راحت و اقتصادی که دارد سبب شده تا در بسیاری از تجهیزات الکتریکی به ویژه گوشی و لپ تاپ‌ها مورد استفاده قرار بگیرد.

آنچه اثر انگشت خازنی را به روشی سریع و ساده جهت حفظ حریم خصوصی و افزایش امنیت کاربران تبدیل کرده؛ حذف رمزهای عددی و الگوهایی است که سبب صرف زمان، فراموش کردن و حتی امکان سوءاستفاده افراد غیرمجاز را فراهم می‌کنند. مجموع این مشخصات سبب شده تا از این سنسور پرکاربرد در تجهیزات کنترل تردد و اماکن مختلفی به منظور کنترل، شناسایی یا حضور و غیاب کاربران استفاده شود و احتمال خطا و ورود به حریم شخصی کاربران به حداقل برسد.

معرفی سنسور اثر انگشت خازنی

معرفی سنسور اثر انگشت خازنی

همانطور که می‌دانید امروزه سنسورها طیف وسیعی از شناساگرهای صوتی، تصویری، حرارتی و فیزیکی را شامل می‌شوند و هر یک برحسب ساختار و مکانیسمی که در طراحی آن‌ها به کار رفته قابلیت تشخیص و پردازش متفاوتی دارند.

امروزه سنسورهای اثر انگشت خود به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند و شامل: سنسورهای optical (نوری)، سنسورهای ultrasinic (فراصوت) و سنسورهای Capacitive (خازنی) هستند و در میان این نمونه‌ها سنسورهای خازنی بیشترین کاربرد را در بخش امنیتی گوشی و سیستم‌های رایانه‌ای، تجهیزات حضور و غیاب و… دارند.

ساختار سنسور اثر انگشت خازنی به گونه‌ای است که هر یک از سنسورهای آن دارای صدها خازن هستند و دقت و قدرت این حسگرهای خازنی با تعداد خازن‌های به کار رفته در آن رابطه مستقیمی دارد و هرقدر تعداد خازن‌ها بیشتر باشد سنسورها قویتر عمل می‌کنند. این سنسورها که از خازن‌های متعددی تشکیل شده‌اند با ساختار ساده اما دقیق و کاربردی خود توانسته‌اند در بسیاری از سیستم‌های امنیتی به عنوان اسکنر جهت شناسایی، تطبیق، پردازش و… اثر انگشت کاربران مورد استفاده قرار بگیرند.

بیشتر بخوانید: آشنایی با انواع اسکنر اثر انگشتی

ساختار سنسور اثر انگشت خازنی به چه صورت است؟

در این سنسورها به منظور شناسایی و پردازش اثر انگشت از خازن‌ها استفاده می‌شود؛ به این صورت که ساختار الکترونیکی خازن‌ها انرژی الکترونیکی را در میدان خود متمرکز کرده و با لمس کردن انگشت، اسکنرها تمامی جزئیات را به کمک سیگنال‌های الکتریکی خود پردازش و ثبت می‌کنند. ساختار سنسور اثر انگشت خازنی به گونه‌ای است که حسگرهای تشکیل دهنده آن به کمک مدارهای الکتریکی که خازن‌ها تشکیل داده‌اند؛ داده‌های مربوط به اثر انگشت را اسکن و ذخیره می‌کنند.

در واقع سنسور اثر انگشت خازنی با بهره‌گیری از الگوهای الکتریسیته دریافتی از مدارهای‌ کوچکی که خازن‌ها به وجود آورده‌اند عمل می‌کند و با دقت و سرعت بالا اطلاعات فنوتیپ انگشت را دریافت و انتقال می‌دهد. کافی است که انگشت را در تماس مستقیم با اسکنر اثر انگشت خازنی قرار دهید تا خطوط برجسته انگشت، ظرفیت خازنی را به وجود آورند و جای خالی حفره‌ها نیز که بار الکتریکی ندارند؛‌ سبب ترسیم و ثبت اثر انگشت می‌شوند.

ساختار سنسور اثر انگشت خازنی به چه صورت است؟

نحوه عملکرد سنسور اثر انگشت خازنی

همانطور که همگی می‌دانید یکی از خصوصیات منحصربه‌فرد در هر انسانی اثر انگشت است و هیچ دو فردی با اثر انگشت یکسان وجود ندارد، این یک ویژگی متمایز کننده است که سبب شده هویت افراد از طریق اثر انگشت‌ آن‌ها قابل شناسایی باشد و امروزه از این ویژگی فردی برای ایمن‌سازی بسیاری از حریم‌های شخصی، احراز هویت، کنترل تردد و… استفاده می‌شود.

اگر بخواهید از این ویژگی در راستای ایمن‌سازی وسایل بیومتریک استفاده کنید؛ باید مراحل اسکن، ثبت و تنظیم اثر انگشت خود را به عنوان قفل امنیتی طی کنید؛ برای این منظور ابتدا لازم است که اثر انگشت شما توسط اسکنر گوشی پردازش و ذخیره شود؛ سپس می‌توانید اثر انگشت ذخیره شده را به عنوان رمز شخصی گوشی، لپ تاپ و… خود ثبت و فعال کنید.

عملکرد سنسورهای خازنی این گونه است که خازن‌ها با داشتن بار الکتریکی مدارهایی را تشکیل می‌دهند و زمانی که انگشت شما مستقیم روی اسکنر خازن قرار می‌گیرد ؛ بار الکتریکی سنسورها مطابق با شکل برجستگی‌های پوست انگشت تغییر می‌کنند و مسلما در صورت عدم تماس بارها چینش طبیعی خود را داشته و تغییر نمی‌کنند.

زمانی که اثر انگشت شما در دیتابیس گوشی ثبت و ذخیره می‌شود؛ دفعات بعدی که سنسور امنیتی گوشی خود را لمس کنید اثر انگشت شما از طریق منبع تغذیه‌ای که یک تقویت کننده اطلاعات  است شناسایی شده و سپس اطلاعات آنالوگ توسط مبدل‌ها به داده دیجیتالی تبدیل شده و تغییرات بار ثبت می‌شوند.

در مرحله پایانی الگوریتم‌های مدار الکتریکی اثر انگشت را با اطلاعات ذخیره شده در دیتابیس تطبیق داده و در صورت هماهنگی اثر انگشت کاربر با داده‌های ثبت شده؛ قفل سیستم باز خواهد شد و در غیر این صورت دستگاه اجازه ورود نخواهد داد.

نحوه عملکرد سنسور اثر انگشت خازنی

بیشتر بخوانید: خرید انواع دستگاه حضور و غیاب  

مهمترین کاربردهای حسگرهای خازنی

امروزه پیشرفت علم و فناوری راستایی همسو با افزایش سطح راحتی و حفظ حریم خصوصی افراد دارد و حسگرهای خازنی توانسته‌اند کاربرد ویژ‌ه‌ای را در زمینه قفل‌های امنیتی یا اسکنرهای شناسایی به عمل آورند؛ این ساختار ساده که تلفیقی از پردازنده‌های نرم افزاری و سخت افزاری است؛ طیف وسیعی از بخش‌های امنیتی سیستم‌های دیجیتالی به ویژه گوشی‌های هوشمند و اسکنرهای حضور و غیاب را در برگرفته‌اند.

قابلیت خاص سنسورهای خازنی سبب شده تا اغلب افراد اثر انگشت خود را با اطمینان خاطر از یکتا بودن رمز، به عنوان قفل امنیتی وسایل هوشمند و خصوصی خود قرار دهند و رمزهای عددی، الگویی و… که امکان فراموش شدن یا به سرقت رفتن دارند را کنار بگذارند.

از مهمترین کاربردهای حسگرهای خازنی می‌توان به دستگاه‌های امنیتی، احراز هویت، حضور و غیاب در اماکن کاری، شناسایی هویت در اماکنی مانند فرودگاه‌ها، ثبت احوال، صندوق امانات، رمزگشایی گاوصندوق، اتاق کار، درب اماکن مهم، سیستم‌های بانکداری، دستگاه‌هایی قضایی، جرم شناسی، پزشک قانونی و… اشاره کرد؛ همچنین صنایع مهمی که از سنسورهای خازنی بهره‌ می‌گیرند به شرح زیر هستند.

• صنایع کاغذ و چاپ، صنعت خودرو سازی، صنایع غذایی، کنترل وجود مایعات در لوله و شلنگ‌های پلاستیکی، پردازنده‌های چوب و پلاستیک، تکنولوژی فرایند و مواد شیمیایی، صنایع بسته‌بندی

مهمترین کاربردهای حسگرهای خازنی

مزایا و معایب سنسورهای خازنی (حسگرهای خازنی)

این تکنولوژی راحت اما پرکاربرد مانند هر تجهیزات دیگری دارای مزایا و معایب خاص خود است و از جمله مزایای خاص این روش  حفظ حریم خصوصی با امنیت بالا و به حداقل رساندن احتمال ورود غیر مجاز به فضای کاربری مخاطب است.

مزایای حسگرهای خازنی (سنسور اثر انگشتی خازنی)

با بهره‌مندی از حسگرهای خازنی دیگر دغدغه فراموش کردن رمز یا هک شدن الگوی امنیتی وجود ندارد و با منحصربه‌فرد بودن اثر انگشت، امنیت قفل سیستم و پنل کاربری افزایش می‌یابد. همچنین سیستم‌ حضور و غیاب یا شناسایی که امروزه در اغلب ادارات، ارگان‌ها، مراکز صنعتی و غیر صنعتی تعبیه شده‌اند؛ سبب تسریع و بهبود کنترل ورود و خروج پرسنل می‌شوند. دقت و سرعت بالای اسکنر اثر انگشت خازنی باعث کاهش خطا و همچنین عدم نیاز به ورود مکرر آیدی و رمز عبور کاربران می‌شود و برای شناسایی و تائید ورود کاربر تنها لمس کردن حسگر اثر انگشت کافی است.

معایب حسگرهای خازنی

این سنسورهای پرکاربرد در عین حال که در خصوص ایمن‌سازی پنل‌های کاربری، کنترل تردد، تسریع و تسهیل حضور و غیاب بدون خطا و… نقش بسزایی دارند اما کاستی‌هایی در خصوص بهره‌مندی از آن‌ها نیز وجود دارد. لزوم ارتباط مستقیم انگشت با حسگر سنسورهای خازنی و لمس فیزیکی اسکنر، احتمال ارور و عدم پردازش در مواقعی که سطح انگشت کثیف یا خیس باشد دو مورد از معایب اصلی این سنسورهای خازنی هستند.

مزایا و معایب سنسورهای خازنی (حسگرهای خازنی)

سوالات متداول پیرامون سنسور اثر انگشتی خازنی

آیا سنسور خازنی اثر انگشت کپی را شناسایی می‌کند؟

بله دستگاه‌های حضور و غیاب جدید قابلیت تشخیص بافت زنده از سایر اثر انگشت‌های تقلبی که با مواد غیر طبیعی تهیه شده‌اند را دارد.

اگر پوست انگشت دچار آسیب بافتی شود سنسور کار می‌کند؟

برای کاهش احتمال چنین مشکلاتی سنسور اثر انگشتی خازنی قادر به ثبت و پشتیبانی دو اثر انگشت است و در صورت بروز این مشکل می‌توانید از الگوریتم انگشت دیگری که در دیتابیس ذخیره شده استفاده کنید.

دلیل کار نکردن سنسور در برخی از مواقع چیست؟

احتمال دارد انگشت کاربر مرطوب یا آغشته به مواد خاصی باشد؛ در برخی موارد تورم و یا چین خوردگی زیاد پوست، لایه برداری، سائیدگی یا صاف شدن پوست نیز تداخل ایجاد می‌کنند.

دستگاه‌های حضور و غیاب با سنسور اثر انگشت چند کاربر را پوشش می‌دهد؟

سنسورهای خازنی که به عنوان ابزار ورودی نرم افزار حضور و غیاب آنلاین و برای ثبت تردد اماکن و ارگان‌های پرتردد به کار می‌روند؛ در نمونه‌های پیشرفته تا ۱۰ هزار کاربر را طی زمان کوتاهی شناسایی می‌کنند.

در صورت قطع برق سنسور خازنی کار می‌کند؟

در سیستم‌هایی مانند: گوشی، لپ‌ تاپ یا نمونه‌هایی که منبع تغذیه ثانویه دارند مشکل قطع برق وجود ندارد؛ در نمونه‌هایی که به برق متصل هستند سنسور از کار می‌افتد؛ اما داده‌های اثر انگشت کاربران همچنان موجود است و حذف نمی‌شود.