سنسور اثر انگشت خازنی یکی از متدهای موجود برای شناسایی اثر انگشت است که در انواع سیستم‌های مختلف امنیتی، تلفن‌های همراه، دستگاه‌های کنترل دسترسی و سایر دستگاه‌های دیگر استفاده می‌شود. این سنسورها با استفاده از تغییرات میدان الکتریکی که اثر انگشت بر روی آنها ایجاد می‌کند، کار می‌کنند. این فناوری همان طور که از نامش پیداست از مجموعه‌ای از خازن ها تشکیل شده است که الگوی اثر انگشت افراد را در خود ثبت می کند. نکته مهم اینجا است که به این راحتی‌ها نمی‌توان سنسور اثر انگشت خازنی را فریب داد یا آن را دور زد، اما در کنار ایمنی بالا، این دستگاه ها بسیار حساس هستند و اگر روی سطح آن با وسایل بُرنده خش بردارد، ممکن است عملکرد سیستم به مشکل بر بخورد.
attendance-device-cta 02178756000
سنسور اثر انگشت خازنی چیست؟
فناوری اثر انگشت خازنی نوعی سنسور اثر انگشتی است که به جای استفاده از فناوری سنسورهای پلیمری از مجموعه خازن‌ها برای تشخیص الگوی اثر انگشت استفاده می‌کند. در این فناوری، تغییر ظرفیت مجموعه‌ای از خازن‌ها که با سطح رسانا در تماس هستند، می‌توانند تصویر الگوی اثر انگشت را ایجاد کنند. این تکنولوژی در بسیاری از دستگاه‌ها، به خصوص در سیستم‌های حضور و غیاب و دستگاه‌های موبایل استفاده می‌شود.
سنسور اثر انگشت خازنی چیست؟
ساختار سنسور اثر انگشت خازنی
برای این که بدانید ساختار سنسور اثر انگشت خازنی به چه صورت است، باید با نحوه کار خازن آشنا باشید. خازن ها قطعات الکترونیکی هستند که می‌توانند جریان الکتریکی را در خود ذخیره و براساس تغییراتی که در آنها ایجاد می‌شود، الگوهای مختلف را بازسازی کنند. این سنسورها از تعداد زیادی سلول تشکیل شده‌اند که هر کدامشان، دو صفحه رسانا با لایه‌ای از مواد عایق الکتریسیته هستند. این سلول‌ها کوچکتر از عرض شیارهای اثر انگشت هستند. وقتی سطح انگشت خود را به سنسور نزدیک می‌کنید، شیارهای روی انگشت، به عنوان صفحه سوم خازن در نظر گرفته شده و در همین حین، ظرفیت خازن تغییر کرده و قابلیت ذخیره بار الکتریکی پیدا می‌کند که این قابلیت، باعث ثبت تصویر برآمدگی‌ها و تورفتگی های اثر انگشت در دستگاه می‌شود.
بیشتر بخوانید: خرید انواع دستگاه حضور و غیاب و ساعت حضور و غیاب
انواع سنسور اثر انگشت
امروزه امنیت حرف اول را در تمام امور مربوط به کاربران دارد. از این رو روش‌های مختلفی در این زمینه ابداع و به اجرا گذاشته شده است. از بین تمام شیوه‌های موجود، فناوری اثر انگشت منحصر به فردترین روش بین همه راهکردهای امنیتی شناخته شده است. در حال حاضر سه مدل سنسور اثر انگشت برای شناسایی و تأیید هویت کاربران به کار گرفته شده که در زیر به صورت مختصر درباره هر کدام توضیحاتی ارائه شده است:
حسگرهای نوری
حسگرهای نوری، جز قدیمی‌ترین دستگاه ها در ارائه فناوری اثر انگشت بوده‌اند. در این حسگرها به کمک نور می‌توان اثر انگشت را ثبت و اسکن کرد. در واقع در این حسگرها، از اثر انگشت عکسی دیجیتالی گرفته شده و با کمک الگوریتم‌های مخصوص، از خطوط اثر انگشت که به صورت نواحی تاریک و روشن ایجاد شده است، اقدام به احراز هویت می‌شود.
حسگرهای خازنی
در این شیوه، از خازن برای شناسایی اثر انگشت استفاده می‌شود. برخلاف حسگرهای نوری، در این فناوری، تمام جزییات اثر انگشت با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی ثبت می‌شود. در این دستگاه‌ها از مداری با یک سری خازن‌های کوچک، برای ذخیره داده‌های اثر انگشت کمک گرفته می‌شود. نحوه کار خازن‌ها بدین صورت است که زمانی که انگشت روی سنسور قرار می‌گیرد، بار الکتریکی خازن ها تغییر می‌کند و اگر تماس صورت نگیرد، هیچ باری تغییر نمی‌کند. سپس این تغییرات به صورت داده در دیتابیس دستگاه ذخیره شده و هر بار که اثر انگشتی به دستگاه زده شود، با اطلاعات موجود در دیتابیس مقایسه می‌شود.
سنسور اثر انگشت فراصوت
سنسور اثر انگشت فراصوت جدیدترین تکنولوژی موجود در زمینه اسکن اثر انگشت است. در این سنسورها از یک گیرنده و فرستنده فراصوت استفاده می‌شود. در این تکنولوژی، از طریق پالسی که به انگشت وارد می‌شود، بخشی از آن رد و بخشی دیگر منعکس می‌شود. از طریق پالس منعکس شده متناسب با شدت نبض، تصویر سه بعدی اثر انگشت تشکیل می‌شود. هرچه انگشت را مدت زمان بیشتری روی اسکنر قرار دهیم، جزییات تصویر سه بعدی، خیلی دقیق‌تر در دستگاه ثبت می‌شود.
بیشتر بخوانید: بررسی انواع سنسور اثر انگشت و نحوه عملکرد حسگر اثر انگشت
سنسور اثر انگشت خازنی چگونه کار می کند
در رابطه با این که سنسور اثر انگشتی چگونه کار می‌کند، باید گفت در این دستگاه‌ها در ابتدا پردازنده، بار الکتریکی ثابتی را به مدار اعمال می‌کند. در این حین، خازن‌های موجود در دستگاه شارژ می‌شوند. ورود اثر انگشت باعث تغییر ظرفیت خازن ها می‌شود؛ لذا ولتاژ خروجی موجود در خازن‌ها بعد از دریافت اثر انگشت با یکدیگر متفاوت می‌شوند و این تفاوت بار در هر خازن به سنسور کمک می‌کند که با اندازه‌گیری بار الکتریکی خازن‌ها، تصویری الکترونیکی از خازن‌ها با بار الکتریکی بیشتر و کمتر، ترسیم کند. در واقع، با اندازه‌گیری بار الکتریکی هر سلول، می‌توان متوجه شد که سلول در مجاورت برآمدگی اثر انگشت قرار داشته یا در مجاورت فرورفتگی اثر انگشت و به این ترتیب تصویری مجازی از شکل برآمدگی و فرورفتگی‌های اثر انگشت ایجاد می‌شود.
سنسور اثر انگشت خازنی چگونه کار می کند
مهم ترین مزایای سنسور اثر انگشت خازنی
فناوری اثر انگشت خازنی جز اولین تکنولوژی‌هایی بود که برای ثبت اثر انگشت استفاده شد، اما مهمترین مزیت این تکنولوژی، تفاوت آن با سیستم نوری است. در فناوری نوری، می‌توان به راحتی با ثبت تصویری اشتباه از اثر انگشت، سیستم را فریب داد، اما در سیستم‌های خازنی تنها در صورتی دستگاه کار می‌کند که انگشت فرد روی اسکنر دستگاه قرار بگیرد. به همین دلیل، فریب سیستم تا حد زیاد ناممکن و در صورت امکان، بسیار سخت خواهد بود. از دیگر مزایای سنسور اثر انگشت خازنی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- در سنسور اثر انگشت خازنی امکان ثبت تصاویر تقلبی و غیر واقعی وجود ندارد.
- این حسگرها دقت بالایی دارند و به خوبی می توانند فرورفتگی‌های اثر انگشت را تشخیص دهند.
- راه اندازی دستگاه های مجهز به سنسور اثر انگشت خازنی بسیار ساده است.
- قیمت اسکنرهای خازنی مقرون به صرفه تر از سیستم فراصوتی است.
- حساسیت این دستگاه ها بسیار بالاست و لازم نیست حتما فرد مجبور باشد انگشتش را روی حسگر محکم فشار دهد.
- از سنسورهای اثر انگشت خازنی، علاوه بر تایید هویت، می توان برای اندازه گیری نیرو، فشار و رطوبت نیز استفاده کرد.
معایب حسگر خازنی اثر انگشت
با این که مزایای سنسور اثر انگشت خازنی بسیار زیاد است، اما همچنان این دستگاه ها معایبی نیز دارند که در ادامه به توضیح آنها خواهیم پرداخت:
- حساسیت زیاد سنسور اثر انگشت خازنی گاهی دردسرآمیز می‌شود. چون این سنسورها در برابر تغییرات مختلف مثل دما، رطوبت و موارد دیگر بسیار حساس هستند، ممکن است در عملکرد آنها هنگام دریافت اثر انگشت اختلالاتی ایجاد شود.
- سنسورهای خازنی نسبت به سنسورهای خازنی القایی دقت کمتری دارند، بنابراین پیشنهاد می‌شود که از سنسورهای خازنی القایی استفاده شود.
- سنسورهای اثر انگشت خازنی به راحتی دچار آسیب می شوند. به طور مثال با کشیدن تیغ روی دستگاه ، ممکن است کارایی دستگاه دچار اختلال جدی شود.
بیشتر بخوانید: همه چیز درباره روش های جعل اثرانگشت + بررسی حکم جعل اثر انگشت
سنسور اثر انگشت خازنی چه کاربردهایی دارد؟
امروزه پیشرفت علم با افزایش حفظ حریم خصوصی افراد صورت می‌گیرد؛ از بین تمام تکنولوژی‌هایی که در این راستا ابداع شده اند، سنسور اثر انگشت خازنی توانسته کاربرد ویژ‌ه‌ای در زمینه قفل‌های امنیتی داشته باشد. قابلیت خاص سنسورهای خازنی باعث شده تا افراد با اطمینان از یکتا بودن رمز، قفل امنیتی دستگاه هایشان را به جای رمزهای عددی و الگویی که امکان فراموشی دارد، به اثر انگشت تغییر دهند. این که سنسور اثر انگشت خازنی چه کاربردهایی دارد، باید گفت، از این فناوری می‌توان در زمینه های مختلف مثل قرار دادن رمز اثر انگشتی روی دستگاه‌های امنیتی، احراز هویت، حضور و غیاب در انواع اداره جات، شناسایی هویت در مکان‌هایی مثل ثبت احوال، فرودگاه‌ها، صندوق امانات، اتاق کار، رمزگشایی گاو صندوق، رمز درب خانه یا محل کار، سیستم بانکداری، جرم شناسی، دستگاه‌هایی قضایی، پزشک قانونی و موارد دیگر استفاده کرد. در زیر دو نمونه پرکاربرد استفاده از فناوری اثر انگشت خازنی توضیح داده شده است:
سنسور اثر انگشت خازنی در دستگاه حضور و غیاب
سنسور اثر انگشتی خازنی که در دستگاه حضور و غیاب استفاده می شود، یک سنسور پرسرعت با پردازنده دیجیتال است که طبق الگوریتم انگشت نگاری به تشخیص، پردازش، تصویربرداری و تطبیق اثر انگشت می‌پردازد. در واقع، اطلاعات آنالوگ از طریق اسکنر دریافت شده و آن را به پردازنده دیجیتال منتقل می‌کند. عملیات انگشت نگاری با سنسورهای نیمه هادی انجام شده و نتیجه نهایی با سرعت، دقت و امنیت بالا مشخص می شود. آنچه این فناوری امنیتی را به روشی سریع و ساده جهت حفظ حریم خصوصی تبدیل کرده؛ حذف رمزهای عددی و الگوهایی است که امکان فراموشی، صرف زمان، و حتی سوءاستفاده را فراهم می‌کند، است. مجموع این مشخصات سبب شده تا از این تکنولوژی در اماکن مختلف به منظور کنترل، شناسایی یا حضور و غیاب کارمندان استفاده شود و احتمال خطا را به حداقل برساند.
حسگر اثر انگشت خازنی در موبایل
از جمله دلایل اصلی استفاده از سنسورهای اثر انگشت خازنی بر روی گوشی‌‌های هوشمند، می توان به بالا بودن امنیت این فناوری اشاره کرد. به علاوه، کاربران برای رمز گشایی گوشی خود راحت تر شده اند و خیلی سریع و بدون صرف زمان اقدام به باز کردن قفل می‌کنند.در اصل این سنسورها از یک آی سی و اسکنر تشکیل شده اند که اقدام به ذخیره سازی و انتقال تصاویر ضبط شده می‌کنند. اطلاعات ثبت شده در محل امنی در گوشی، جایی که به راحتی قابل تشخیص نیست، نگهداری می شود. به همین خاطر این داده ها از دسترس سایر اپلیکیشن ها خارج است تا به راحتی نتوان به اطلاعات مهم گوشی دسترسی پیدا کرد و امنیت گوشی را دچار اختلال کرد.
بیشتر بخوانید: خرید انواع دستگاه حضور و غیاب اثرانگشتی
سنسور اثر انگشت خازنی چه کاربردهایی دارد؟
سوالات متداول
آیا می توان از حسگر اثر انگشت خازنی در آب و هوای مختلف استفاده کرد؟
متاسفانه باید گفت خیر، این سنسورها در برابر تغییرات مختلف مثل دما، رطوبت و موارد دیگر بسیار حساس هستند و ممکن است در عملکرد آنها هنگام دریافت اثر انگشت اختلالاتی ایجاد شود.
احتمال تقلب در دستگاه ها دارای سنسور اثر انگشت خازنی چقدر است؟
در سیستم‌های مجهز به سنسور اثر انگشت خازنی تنها در صورتی دستگاه کار می‌کند که انگشت فرد روی اسکنر دستگاه قرار بگیرد. به همین دلیل، فریب سیستم تا حد زیاد ناممکن و در صورت امکان، بسیار سخت خواهد بود.
بیشتر بخوانید: سنسور اثر انگشت نوری چیست؟ بررسی مهمترین کاربردهای اسکنر اثر انگشت نوری
جمع بندی
در این مقاله به فناوری سنسور اثر انگشت خازنی پرداختیم و گفتیم این تکنولوژی یکی از متدهای موجود برای شناسایی اثر انگشت است که در انواع سیستم‌های مختلف امنیتی، تلفن‌های همراه و سایر دستگاه‌های دیگر استفاده می‌شود. مهمترین مزیت این تکنولوژی این است که تنها در صورتی دستگاه کار می‌کند که انگشت فرد روی اسکنر دستگاه قرار بگیرد. به همین دلیل، فریب سیستم تا حد زیاد ناممکن یا بسیار سخت خواهد بود. البته با این که مزایای سنسور اثر انگشت خازنی بسیار زیاد است، اما همچنان معایبی نیز دارد. از جمله حساسیت زیاد این سنسور گاهی دردسرآمیز می‌شود، این سنسورها در برابر تغییرات دما و رطوبت بسیار حساس هستند. همچنین، به راحتی دچار آسیب می شوند. بنابراین در استفاده از آنها باید دقت کافی به خرج داد. دو نمونه پرکاربرد استفاده از این فناوری می توان به سیستم‌های حضور و غیاب و رمز برای دستگاه‌های موبایل اشاره کرد.
