Kapazitiver Fingerabdrucksensor mit einem Arduino oder ESP8266

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Über dieses Projekt

Hey, was ist los, Leute! Akarsh hier von CETech.

Heute werden wir unseren Projekten eine Schutzschicht hinzufügen. Keine Sorge, dafür werden wir keine Bodyguards ernennen. Es wird ein süßer kleiner, gut aussehender Fingerabdrucksensor von DFRobot sein.

Wie ich bereits erwähnt habe, werden wir heute einen kapazitiven Fingerabdrucksensor von DFRobot mit Arduino UNO verbinden und danach drei Funktionen dieses Sensors testen, die einen Fingerabdruck hinzufügen, den hinzugefügten Fingerabdruck überprüfen und danach den hinzugefügten löschen Fingerabdruck.

Kommen wir nun zum lustigen Teil.

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Über den kapazitiven Fingerabdrucksensor

Produktlink:​https://www.dfrobot.com/product-2051.html

Der kapazitive Fingerabdrucksensor ist ein schöner und kompakter, der dem auf der Rückseite Ihres Smartphones ähnelt. Es wird mit runden atmenden LEDs geliefert und hat eine einfache Struktur, geringe Größe und ein zartes Aussehen. Der Sensor bietet schnelle Erkennungsgeschwindigkeit und hohe Sicherheit. Es unterstützt eine 360-Grad-Winkelerkennung und eine tiefe Selbstlernfunktion, hohe Leistung und einen geringen Stromverbrauch. Ausgestattet mit einem Hochleistungsprozessor ID809 und einem Halbleiter-Fingerabdrucksensor als Kern, verwendet der Sensor einen integrierten IDfinger6.0-Algorithmus, der alle Fingerabdruck-Identifikationsarbeiten unabhängig erledigen kann. Dieser Sensor unterstützt die UART-Kommunikation und kann während der Arbeit mit der Arduino-Bibliothek problemlos Funktionen wie Fingerabdruckregistrierung, Fingerabdrucklöschung usw. realisieren. Es handelt sich um ein 6-Pin-Gerät, das dank des mitgelieferten Pitch-Anschlusses problemlos an Mikrocontroller angeschlossen werden kann . Beachten Sie jedoch, dass sich die Farbcodierung der Kabel, die mit diesem Gerät geliefert wird, von der normalen Codierung unterscheidet. Wir müssen uns also darum kümmern, während wir die Verbindungen herstellen. Die Farbcodierung ist wie folgt:-

• Roter Draht =Erdungsstift
• Schwarzer Draht =Rx (Empfänger-Pin)
• Gelbes Kabel =Tx (Senderstift)
• Grüner Draht =Vcc-Pin
• Blue Wire=IRQ Pin (Interrupt Request Pin, der externe Interrupts empfangen kann)
• Weißes/Graues Kabel =Stromversorgungsstift

Hier verwenden wir also zwei Pins, die ähnlich aussehen, aber unterschiedliche Funktionen haben. Dies sind der Vcc- und der Stromversorgungspin. Die Funktion des Vcc-Pins besteht darin, dass er als Aktivierungspin fungiert. Wenn an diesem Pin ein Stromeingang anliegt, funktioniert nur der Sensor, sonst nicht. Auf der anderen Seite ist der Netzteil-Pin dazu da, das Gerät einzuschalten oder einzuschalten.

Technische Daten und Anwendungen des Sensors

Die technischen Spezifikationen dieses Sensors sind wie folgt:-

• Betriebsspannung:3,3V
• Betriebsstrom:<60mA
• Kommunikationsmethode:UART
• Speicherkapazität:80 Fingerabdrücke
• 1:1 Überprüfungszeit:300~400ms
• Pixelauflösung:508dpi
• Anzahl der Pixel:160 x 160Fingerabdruck
• Erkennungsbereich:8,0 mm x 8,0 mm
• Arbeitsumgebung:-40-60℃
• Abmessung:Durchmesser 21mm/Höhe 5mm

Einige Anwendungen dieses Sensors sind:-

• Zeiterfassungssystem
• Tür verriegeln/ entriegeln
• Sicherheitssysteme
• Bildschirm sperren/entsperren

Verbinden des Sensors mit Arduino

Um die Vorgänge wie das Aufzeichnen, Erkennen und Löschen von Fingerabdrücken durchzuführen, müssen wir zuerst den Sensor mit Arduino UNO verbinden, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:-

• Verbinden Sie den Vcc- und den Stromversorgungs-Pin (grünes bzw. weißes Kabel) des Fingerabdruck-Scanners mit dem 3,3-V-Pin des Arduino UNO.
• Verbinden Sie den Erdungsstift (rotes Kabel) des Scanners mit dem GND-Pin des Arduino.
• Verbinden Sie den Rx-Pin (schwarzes Kabel) des Scanners mit dem digitalen Pin 3 des Arduino.
• Verbinden Sie den Tx-Pin (gelbes Kabel) des Scanners mit dem digitalen Pin 2 des Arduino.
• Und zuletzt verbinden Sie den IRQ-Pin (blaues Kabel) des Scanners mit dem digitalen Pin 6 des Arduino.

Auf diese Weise wird der Fingerabdruckscanner mit dem Arduino UNO verbunden und kann codiert werden. Jetzt müssen wir den Arduino für den nächsten Schritt mit unserem PC verbinden.

Codieren des Arduino-Boards

In diesem Schritt werden wir nun den Code auf unser Arduino UNO-Board hochladen. Sobald der Code hochgeladen wird, kann der Scanner einen neuen Fingerabdruck speichern, den Fingerabdruck erkennen und auch löschen. Für diesen Schritt müssen Sie von hier aus auf das Github-Repository dieses Projekts verweisen und danach die folgenden Schritte ausführen:-

• Zunächst müssen Sie die Datei DFRobot_ID809 aus dem Github-Repository herunterladen. Es ist die Arduino-Bibliothek für den Fingerabdruck-Scanner. Nach dem Herunterladen müssen Sie es in den Arduino-Bibliotheksordner legen.

• Danach müssen Sie die Datei mit dem Namen Arduino Code.ino öffnen. Dies ist der Code, der auf das Arduino hochgeladen werden muss. Fügen Sie diesen Code in Ihre Arduino-IDE ein. Wählen Sie das richtige Board und den richtigen COM-Port aus und klicken Sie auf die Schaltfläche zum Hochladen.

Und mit diesen Schritten ist unser Fingerabdruckscanner einsatzbereit und wir werden die Funktionen im nächsten Schritt testen.

Mit dem Scanner spielen

Der Code, den wir gerade hochgeladen haben, hatte drei Funktionen. Diese Funktionen sind Lesen und Testen des Fingerabdrucks, Hinzufügen eines neuen Fingerabdrucks und Löschen eines hinzugefügten Fingerabdrucks. Jetzt testen wir diese Funktionen. Dazu müssen wir zuerst den Serial Monitor öffnen, der Meldungen entsprechend der ausgeführten Aufgabe anzeigt. Wir werden jeden der Vorgänge nacheinander umfahren.

• Neuen Fingerabdruck hinzufügen :Für diesen Vorgang müssen wir unseren Finger auf den Scanner legen. Sie sehen ein blaues Licht blinken. Halten Sie den Finger dort, bis das gelbe Licht dreimal blinkt, und lassen Sie dann den Finger los. Dies zeigt, dass der Scanner in den Fingerabdruck-Hinzufügungsmodus eingetreten ist und da unser Fingerabdruck noch nicht zum Scanner hinzugefügt wurde, würde er auf dem Serial Monitor unregistriert angezeigt und ihm eine ID zugewiesen. Danach müssen wir unseren Finger wieder auf den Scanner legen und warten, bis das gelbe Licht blinkt und dann können wir den Scanner loslassen. Wir müssen diesen Vorgang wiederholen, indem wir den Finger auf den Scanner legen und ihn noch zweimal und insgesamt dreimal loslassen, um unseren Fingerabdruck hinzuzufügen. Wenn wir den Scanvorgang zum dritten Mal abschließen, sehen wir anstelle des gelben Lichts ein grünes Licht. Dies zeigt an, dass der Fingerabdruck erfolgreich hinzugefügt wurde und dasselbe ist auch auf dem seriellen Monitor zu sehen.

• Testen eines Fingerabdrucks :Jetzt können wir den hinzugefügten Fingerabdruck testen, indem wir den Daumen erneut auf den Scanner legen. Dieses Mal müssen wir unseren Finger nach dem Blinken des blauen Lichts entfernen und wir werden sehen, dass das grüne Licht aufleuchtet und eine Meldung auf dem seriellen Monitor erscheint, die besagt, dass die ID des Fingerabdrucks erfolgreich abgeglichen wurde.

• Löschen des Fingerabdrucks :Um den Fingerabdruck zu löschen, müssen wir unseren Finger auf den Scanner legen und dort halten, bis das rote Licht blinkt. Zunächst blinkt ein blaues Licht, mit dem Sie den Fingerabdruck testen können. Danach blinkt ein gelbes Licht, das die Option zum Hinzufügen eines neuen Fingerabdrucks ist, und am Ende blinkt das rote Licht, das anzeigt, dass der Fingerabdruck gelöscht wurde, und eine Meldung auf dem seriellen Monitor zeigt an, dass der Fingerabdruck mit der ID-Nr. ist gelöscht. Wenn wir nach dem Löschen unseren Finger zum Testen auf den Scanner legen, blinkt das rote Licht und der serielle Monitor zeigt eine Meldung an, dass der Fingerabdruck nicht übereinstimmt.

Auf diese Weise können wir den Fingerabdruckscanner mit der Arduino IDE verbinden und ihn wo immer möglich zu unseren Projekten hinzufügen.

Eine andere Möglichkeit, den Scanner anzuschließen

Dies ist eine alternative Möglichkeit, den Fingerabdruckscanner anzuschließen. Was wir tun können, ist, dass wir den Scanner an einen USB-zu-Seriell-Konverter anschließen können, bevor wir ihn direkt an den Arduino anschließen. Dazu müssen wir die Vcc- und GND-Pins des Scanners mit den Vcc- und GND-Pins des Konverters verbinden. Danach müssen wir den Rx-Pin des Scanners mit dem Tx-Pin des Konverters und den Tx-Pin des Scanners mit dem Rx-Pin des Konverters verbinden und auf diese Weise wird der Scanner mit dem Konverter verbunden. Jetzt können wir den Konverter an unseren Laptop anschließen und danach müssen wir die NOEM Host Software öffnen. Die Software ist im Github-Repository dieses Projekts verfügbar. Darauf können Sie von hier aus verweisen. Laden Sie es herunter und öffnen Sie es dann.

Dort müssen Sie den COM-Port und die Baudrate auswählen und können die Software verwenden. Es gibt viele Operationen, die mit dieser Software ausgeführt werden können, wie das Anzeigen des aufgenommenen Fingerabdrucks, eine Überprüfung des Fingerabdrucks und vieles mehr.

Auf diese Weise haben wir gelernt, wie man einen kapazitiven Fingerabdrucksensor mit dem Arduino verbindet und in unseren Projekten verwendet. Ich hoffe, Ihnen hat das Tutorial gefallen. Ich freue mich, Sie beim nächsten Mal zu sehen. Bis dahin viel Spaß mit Elektronik.

Code

Github-Repository für das Projekt