سنسور اثر انگشت Fingerprint FMP10A

معرفی سنسور اثر انگشت Fingerprint FMP10A

ماژول FMP10A یک ماژول شناسایی اثر انگشت از سری سنسورهای بیومتریک است. برای استفاده در سیستم‌های حفاظتی، کنترل دسترسی، اداری و صنعتی طراحی شده است. این ماژول قابلیت تشخیص اثر انگشت را با دقت بالا دارد و به راحتی قابل اتصال به میکروکنترلرهایی مانند آردوینو و رزبری پای و... است. ماژول FMP10A شامل سه قسمت اصلی است: بخش حسگر اثر انگشت، بخش پردازشگر و بخش ارتباطی.

بخش حسگر اثر انگشت با استفاده از تکنولوژی اپتیکال، تصویری از اثر انگشت را از طریق یک حسگر گرفته و به بخش پردازشگر منتقل می‌کند.

بخش پردازشگر با استفاده از الگوریتم‌های مخصوص خود، اطلاعات اثر انگشت را پردازش می‌کند و به عنوان یک شماره یکتا (ID) برای هر اثر انگشت ذخیره می‌کند.

بخش ارتباطی این ماژول شامل پورت UART است که به کمک آن می‌توان اطلاعات شماره یکتا را به سایر دستگاه‌ها ارسال کرد و دریافت داده‌ها را نیز از آن تهیه کرد. با استفاده از ماژول FMP10A می‌توان به راحتی یک سیستم کنترل دسترسی یا حفاظتی با قابلیت شناسایی اثر انگشت ایجاد کرد و امنیت بالایی را برای سیستم تضمین کرد.

مشخصات فنی سنسور اثر انگشت FMP10

ولتاژ کاری: 3.6 تا 6 ولت

مصرف جریان: کمتر از 120 میلی آمپر

پروتکل ارتباطی: UART با سرعت 9600bps

تعداد اثر انگشت‌های قابل ذخیره: تا ۱۰۰۰ عدد

زمان شناسایی اثر انگشت: کمتر از 1 ثانیه

قابلیت شناسایی اثر انگشت در زوایای مختلف تا 360 درجه

قابلیت شناسایی اثر انگشت با سطوح مختلف رطوبت و دمای محیط

ابعاد: 56 × 20 × 21 میلیمتر

لازم به ذکر است که این مشخصات ممکن است با توجه به نسخه و تولید کننده ماژول، کمی تفاوت داشته باشند.

بررسی پایه‌های PinOut ماژول اثر انگشت FMP10

ماژول اثر انگشت FMP10A دارای پنج پایه است که عبارتند از:

VCC: ورودی تغذیه با ولتاژ 3.6 تا 6 ولت

GND: اتصال به منبع منفی تغذیه

TX: پورت ارتباطی UART برای ارسال داده ها

RX: پورت ارتباطی UART برای دریافت داده ها

PWM: این پایه به منظور تنظیم نور پس زمینه نمایشگر استفاده می شود و می تواند به عنوان یک پورت خروجی PWM تنظیم شود.

لازم به ذکر است که برای استفاده از این ماژول، معمولا باید به یک میکروکنترلری مانند آردوینو وصل شود و با استفاده از پورت های RX و TX، اطلاعات شماره یکتا برای هر اثر انگشت به میکروکنترلر ارسال و دریافت شوند. همچنین، وصل کردن پایه PWM به یک LED به منظور نمایش وضعیت مختلف ماژول نیز انجام می‌شود.

به همراه ماژول FMP10 چه اقلامی باید خریداری شود؟

میکروکنترلر: برای ارتباط با ماژول و پردازش اطلاعات، میکروکنترلری مانند آردوینو، STM32 و یا میکروکنترلرهای دیگر لازم است.

کابل USB به TTL: برای ارتباط میکروکنترلر با ماژول اثر انگشت، نیاز به یک کابل USB به TTL دارید که با پورت USB میکروکنترلر و پورت UART ماژول اثر انگشت ارتباط برقرار می کند.

LED: به منظور نمایش وضعیت ماژول، می توانید یک LED به پایه PWM ماژول وصل کنید.

کابل‌های اتصال: برای اتصال ماژول و میکروکنترلر به یکدیگر و همچنین اتصال LED، نیاز به کابل‌های اتصال مربوطه دارید.

با توجه به نوع میکروکنترلر و دستگاه کامپیوتر خود، ممکن است بعضی از اقلام فوق را در اختیار داشته باشید.

راه اندازی ماژول اثر انگشت FMP10A با آردوینو

راه اندازی ماژول اثر انگشت FMP10A با میکروکنترلر آردوینو بسیار ساده است و تنها با استفاده از چند کتابخانه و کد ساده می توان این کار را انجام داد. در ادامه مراحل راه اندازی این ماژول با آردوینو توضیح داده شده است.

نصب کتابخانه FPM (Fingerprint sensor module) در آردوینو: ابتدا باید کتابخانه FPM را از منبعی مانند GitHub دریافت کرده و در نرم‌افزار آردوینو نصب کنید. پس از نصب، کد های مربوط به ماژول اثر انگشت در آردوینو به کمک این کتابخانه نوشته می شوند.

اتصال ماژول FMP10A به آردوینو: برای اتصال ماژول به آردوینو، پایه VCC ماژول به منبع تغذیه 5 ولت آردوینو و پایه GND به منبع منفی آردوینو متصل می شود. همچنین، پایه TX ماژول به پایه RX آردوینو و پایه RX ماژول به پایه TX آردوینو متصل می شود.

نوشتن کد: پس از نصب کتابخانه و اتصال ماژول به آردوینو، کد مورد نظر برای خواندن اطلاعات اثر انگشت از ماژول نوشته می شود. کد می تواند شامل توابعی برای ثبت اثر انگشت، حذف اثر انگشت و یا تشخیص اثر انگشت باشد.

بارگذاری کد: پس از نوشتن کد، آن را در نرم افزار آردوینو بارگذاری کنید و سپس آردوینو را با کابل USB به کامپیوتر خود متصل کنید و کد را اجرا کنید. در این مرحله، شما می توانید به کمک ابزار Serial Monitor در نرم افزار آردوینو، خروجی ماژول را بررسی کنید. در ادامه به نمونه کد راه اندازی سنسور اثر انگشت توجه کنید.

#include <SoftwareSerial.h>
#include <FPM.h>

// پین های ماژول اثر انگشت
#define RX_PIN 2
#define TX_PIN 3

// تعریف شیء FPM
FPM finger;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
  
  // اتصال به ماژول اثر انگشت
  finger.begin(RX_PIN, TX_PIN);
  
  // بررسی ارتباط با ماژول
  if (finger.verifyPassword()) {
    Serial.println("ماژول اثر انگشت آماده استفاده است.");
  } else {
    Serial.println("ارتباط با ماژول اثر انگشت ممکن نیست.");
    while (1) {
      // متوقف کردن برنامه در صورت عدم ارتباط با ماژول
    }
  }
}

void loop() {
  // درخواست قرائت اثر انگشت
  int id = finger.getImage();
  
  if (id == FINGERPRINT_OK) {
    // تبدیل اثر انگشت به شناسه
    id = finger.fingerFastSearch();
    
    if (id == FINGERPRINT_OK) {
      Serial.println("اثر انگشت شناسایی شد!");
    } else {
      Serial.println("اثر انگشت شناسایی نشد.");
    }
  }
}

در این برنامه، ابتدا پین های RX و TX متصل به ماژول FMP10A تعریف شده اند. سپس شیء FPM با استفاده از این پین ها ایجاد شده و به ماژول متصل می شود. در ادامه، با استفاده از تابع verifyPassword() بررسی می شود که ارتباط با ماژول برقرار است یا خیر.

نمونه کدهای راه اندازی ماژول FMP10A با میکروپایتون

برای راه اندازی ماژول اثر انگشت FMP10A با میکروپایتون، می توانید از کتابخانه PyFingerprint استفاده کنید. این کتابخانه با استفاده از زبان پایتون برای کنترل این ماژول طراحی شده است و شامل توابعی برای ثبت، تشخیص و حذف اثر انگشت است. برای نمونه، یک برنامه ساده برای ثبت و تشخیص اثر انگشت در ادامه نوشته شده است.

from pyfingerprint.pyfingerprint import PyFingerprint

# تعریف شیء FPM
finger = PyFingerprint('/dev/ttyUSB0', 57600, 0xFFFFFFFF, 0x00000000)

# بررسی ارتباط با ماژول
if finger.verifyPassword() == False:
    raise ValueError('ارتباط با ماژول اثر انگشت ممکن نیست.')

# درخواست قرائت اثر انگشت
print('لطفاً انگشت خود را بر روی سنسور قرار دهید.')
while finger.readImage() == False:
    pass

# ذخیره کردن اثر انگشت
finger.convertImage(0x01)
id = finger.searchTemplate()
if id == -1:
    id = finger.storeTemplate()
    print('اثر انگشت با موفقیت ثبت شد.')
else:
    print('اثر انگشت قبلاً ثبت شده است.')

# تشخیص اثر انگشت
print('لطفاً انگشت خود را بر روی سنسور قرار دهید.')
while finger.readImage() == False:
    pass

# تبدیل اثر انگشت به شناسه
finger.convertImage(0x01)
id = finger.searchTemplate()
if id == -1:
    print('اثر انگشت شناسایی نشد.')
else:
    print('اثر انگشت شناسایی شد!')

در این برنامه، با استفاده از تابع PyFingerprint()، شیء FPM با اتصال به پورت /dev/ttyUSB0 و سرعت انتقال 57600 بیت بر ثانیه ایجاد شده است. سپس با استفاده از تابع verifyPassword() بررسی می شود که ارتباط با ماژول برقرار است یا خیر.

ویژگی های سنسور اثر انگشت FMP10A

دارای ولتاژ تغذیه 3.6 الی 6.0 است، جریان کار ماژول حداکثر 120 میلی آمپر و اوج جریان حداکثر 150 میلی آمپر است. زمان تصویربرداری از اثر انگشت در حرود 1.0 ثانیه است. دارای ظرفیت ذخیره سازی 162 اثر انگشت را دارد. دارای رتبه بندی ایمنی 1-5 ایمنی کم تا زیاد.

کاربرد سنسور اثر انگشت FMP10A

از این ماژول ها در شناسایی بیومتریک، سیستم های امنیتی، سیستم های شناسایی، سیستم های رای گیری الکترونیکی، سیستم های مدیریت Que و سیستم های صدور سیم کارت تلفن همراه استفاده می‌شود.