Подключение емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 к Arduino


В этом уроке мы узнаем о подключении емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 к плате Arduino. Модуль датчика отпечатков пальцев захватывает, сохраняет и сопоставляет отпечатки пальцев пользователя. Обычно он используется для предоставления пользователям контроля доступа или для определения их присутствия.

Подключение емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 к Arduino

На рынке доступно множество датчиков отпечатков пальцев и мы использовали оптические датчики отпечатков пальцев R305/R307 в некоторых более ранних проектах, таких как система учета рабочего времени и биометрическая система безопасности. Мы также использовали усовершенствованный датчик отпечатков пальцев GT511C3, который имеет высокую точность и более быстрое время отклика. Вместо оптического метода он использует метод обработки изображения камеры для обнаружения отпечатков пальцев.

В этой статье мы рассмотрим детали и характеристики емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 и узнаем, как работает емкостный датчик отпечатков пальцев. Кроме того, мы подключим емкостный датчик отпечатков пальцев R502/R503 к плате Arduino с помощью библиотеки Adafruit, а затем изучим метод регистрации и тестирования отпечатков пальцев.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
  2. Датчик отпечатков пальцев R502/R503 (купить на AliExpress).
  3. Макетная плата.
  4. Соединительные провода.

Реклама: ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН: 7703380158

Как работает емкостный сканер отпечатков пальцев?

Емкостный датчик отпечатков пальцев работает по другому алгоритму чем оптические датчики отпечатков пальцев. Вместо создания традиционного изображения отпечатка пальца емкостные сканеры отпечатков пальцев используют массивы крошечных конденсаторных схем для сбора данных.

Принцип работы емкостного сканера отпечатков пальцев

Поскольку конденсаторы хранят электрический заряд, подключение их к проводящим пластинам на поверхности сканера позволяет использовать их для отслеживания деталей отпечатка пальца. Сохраненный заряд будет немного меняться, когда гребень пальца будет помещен на проводящие пластины. И наоборот, воздушный зазор оставит заряд на конденсаторе относительно неизменным. Для отслеживания этих изменений используется схема интегратора на операционном усилителе, которая затем может быть записана аналого-цифровым преобразователем.

После захвата эти цифровые данные анализируются для поиска отличительных и уникальных атрибутов отпечатков пальцев. Затем их можно сохранить для сравнения в более позднее время.

Емкостный сканер отпечатков пальцев R502/R503

Емкостный сканер отпечатков пальцев R502/R503

R502/R503 — самый популярный и недорогой емкостный датчик отпечатков пальцев, доступный на рынке. Чип разработан путем интеграции сбора изображений и алгоритмических чипов. Самое лучшее в R502/R503 — это то, что он гибко адаптируется к состоянию пальцев, будь то сухие пальцы, влажные, легкие или старые пальцы с высокой скоростью распознавания. Разница между R502 и R503 заключается в том, что R502 тоньше и меньше по сравнению с R503.

Внешний вид датчика R502 во время различных режимов работы

Датчик отпечатков пальцев работает при напряжении 3,3 В и потребляет ток 18 мА во время считывания отпечатков пальцев и средний ток в режиме ожидания 2 мкА. Он использует интерфейс RS232 UART и обменивается данными со скоростью передачи данных по умолчанию 57600 бит/с. Он может хранить максимум 200 отпечатков пальцев. Модуль отпечатков пальцев R502/R503 поддерживает Arduino, Android, Windows и Linux. Для получения дополнительной информации вы можете обратиться к техническому описанию R502/R503.

Характеристики датчика

  • Интерфейс: RS232 (ТТЛ).
  • Разрешение: 508 точек на дюйм.
  • Напряжение: 3,3 В постоянного тока.
  • Рабочий ток (считывание отпечатков пальцев): 18 мА.
  • Ток в режиме ожидания (обнаружение отпечатков пальцев): Типичное напряжение в режиме ожидания касания: 3,3 В, Средний ток: 2 мкА.
  • Емкость отпечатков пальцев: 200.
  • Сенсорная матрица: 192*192 пикселей.
  • Цвет светодиода: синий и красный.
  • Скорость сканирования: < 0,2 секунды.
  • Скорость проверки: < 0,3 секунды.
  • Метод сопоставления: 1:1; 1:N.
  • FRR (коэффициент ложного отклонения): ≤0,01%.
  • FAR (коэффициент ложного принятия): ≤0,00001%.
  • Скорость передачи данных (UART): (9600 × N) бит/с, где N = 1 ~ 12 (по умолчанию N = 6, т.е. 57600 бит/с).

Распиновка R502/R503

Всего имеется 6 проводов, основная распиновка датчика отпечатков пальцев R502/R503 выглядит следующим образом.

Распиновка датчика отпечатков пальцев R502/R503

Взаимодействие емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 с Arduino

Схема подключения емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 к плате Arduino представлена на следующем рисунке.

Схема подключения емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 к плате Arduino

Датчик отпечатков пальцев — это модуль UART. Подключите контакты VCC и GND R502/R503 к контактам Arduino 3.3V и GND. Аналогично подключите Tx (желтый провод) и Rx (зеленый провод) к D2 и D3 Arduino соответственно. Синий провод — это провод прерывания, который остается неподключенным. Белый провод подключите к 3.3V.

Фото подключения емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 к плате Arduino

Модуль сканера отпечатков пальцев можно подключить напрямую к плате Arduino с помощью перемычек.

Исходный код программы

Для емкостного датчика отпечатков пальцев R502/R503 от Adafruit доступна библиотека Arduino. Вы можете загрузить библиотеку датчика отпечатков пальцев Adafruit из репозитория Github.

Существует два отдельных кода для регистрации и считывания данных отпечатков пальцев. Код регистрации сохранит данные отпечатков пальцев в памяти EEPROM. В то время как код считывания отпечатков пальцев считывает отпечаток пальца, сохраненный в памяти EEPROM, и сопоставляет его со сканированным.

Код регистрации

После загрузки кода откройте Serial Monitor (окно монитора последовательной связи). Монитор попросит вас ввести идентификатор отпечатка пальца, который находится в диапазоне от 1 до 127.

Тестирование работы кода регистрации пальца

Теперь введите номер ID на экране последовательного монитора и отправьте его. Затем вы можете следовать инструкциям на экране, чтобы зарегистрировать свой отпечаток пальца.

Тестирование работы сканера во время регистрации пальца

Вы можете приложить палец к датчику отпечатков пальцев, который хотите зарегистрировать.

Логгирование процесса регистрации пальца в окне монитора последовательной связи

Палец успешно зарегистрирован. Таким образом можно зарегистрировать несколько пальцев.

Код считывания отпечатков пальцев

После регистрации отпечатков пальцев вы можете загрузить указанный выше код для считывания отпечатка пальца, хранящегося в базе данных отпечатков пальцев.

Тестирование работы сканера во время считывания отпечатка пальца

Вы можете приложить палец к сканеру отпечатков пальцев и считать сохраненные данные.

Отображение процесса считывания отпечатка пальца в окне монитора последовательной связи

Видео, демонстрирующее работу проекта

Ссылка на видео на YouTube

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
26 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *