Hướng dẫn sử dụng cảm biến vân tay Arduino: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Chào mừng bạn đến với một hướng dẫn khác! Hôm nay chúng ta sẽ xây dựng một dự án Arduino thú vị sử dụng mô-đun cảm biến vân tay. Không có bất kỳ sự chậm trễ nào nữa, hãy bắt đầu!

Tôi luôn muốn dùng thử mô-đun cảm biến vân tay để tìm hiểu thêm về công nghệ của nó và sử dụng nó trong một số dự án của mình nhằm tăng cường bảo mật sinh trắc học cho chúng.

Để chứng minh cách sử dụng đơn giản của cảm biến, một dự án đơn giản này đã được xây dựng. Tôi đã kết nối cảm biến với Arduino Nano và tôi cũng sử dụng màn hình TFT màu 1,44 inch nhỏ nhưng rất nhanh. Dự án yêu cầu một dấu vân tay hợp lệ để mở khóa. Khi tôi đặt ngón tay lên cảm biến, nó sẽ nhận dạng ngón tay của tôi, chuyển biểu tượng dấu vân tay sang màu xanh lục và chào đón tôi. Nếu bạn gái của tôi đặt ngón tay lên cảm biến, nó cũng sẽ nhận ra cô ấy và hiển thị thông báo chào mừng có tên của cô ấy. Nếu tôi đặt một ngón tay khác lên cảm biến, dự án sẽ không mở khóa màn hình. Nó hoạt động tốt và bạn sẽ thấy, bạn có thể xây dựng dự án này trong vòng chưa đầy 10 phút! Hãy xem làm thế nào để đạt được điều đó!

Bước 1: Nhận tất cả các bộ phận

Các phần cần thiết để xây dựng dự án này là:

• Một Nano Arduino ▶
• Mô-đun cảm biến vân tay ▶
• Màn hình TFT màu 1,44 inch ▶
• Một breadboard nhỏ ▶
• Một số dây ▶
• Powerbank ▶

Chi phí của dự án này là khoảng $ 30. Nếu bạn tính đến công nghệ mà dự án này sử dụng, chi phí này là rất thấp. 10 năm trước, những dự án như thế này sẽ tiêu tốn vài trăm đô la!

Bước 2: Màn hình LCD 1.44"

Màn hình hiển thị này rất nhanh. Nó sử dụng trình điều khiển ILI9163C. Nó có độ phân giải 128x128 pixel và nó có thể hiển thị lên đến 260.000 màu. Nó rất dễ sử dụng với Arduino và nó có giá khoảng 4 đô la.

Màn hình sử dụng giao thức SPI để giao tiếp với bảng Arduino. Chúng tôi chỉ cần kết nối 8 dây để làm cho nó hoạt động. Hãy bắt đầu.

Kết nối với Arduino

Chân Vcc ▶ 5V của Arduino

GND ▶ Chân Arduino GND

CS ▶ Pin kỹ thuật số 10

RST ▶ DIgital Pin 9

A0 ▶ Chân kỹ thuật số 8

SDA ▶ Chân số 11

SCK ▶ Chân số 13

Chân LED ▶ 3.3V của Arduino

Như bạn có thể thấy, màn hình này rất dễ sử dụng với Arduino. Nó rất rẻ, rất nhanh, nó có kích thước nhỏ và nó chỉ tạo ra dòng điện khoảng 30mA. Tôi nghĩ rằng nó là một màn hình đẹp để sử dụng trong các dự án không yêu cầu màn hình lớn nhưng màu sắc sẽ đẹp.

Bạn có thể lấy nó tại đây ▶

Bước 3: Mô-đun cảm biến vân tay

Mô-đun cảm biến vân tay nhỏ, được xây dựng độc đáo và nó sử dụng một số chip DSP (Xử lý tín hiệu kỹ thuật số) tiên tiến bên trong.

Cảm biến hoạt động như thế này. Nó là một cảm biến quang học, có nghĩa là nó phân tích hình ảnh của ngón tay. Sau đó, nó kết xuất hình ảnh, thực hiện một số tính toán, tìm các đặc điểm của ngón tay đó và sau đó tìm kiếm trong bộ nhớ một dấu vân tay có cùng đặc điểm. Nó có thể đạt được tất cả những điều đó trong vòng chưa đầy một giây!

Mô-đun này có thể lưu trữ tới 1000 dấu vân tay trong bộ nhớ của nó và tỷ lệ chấp nhận sai của nó là dưới 0,001%, điều này làm cho nó khá an toàn! Tuyệt vời! Chúng tôi nhận được tất cả những điều đó trong một mô-đun rất dễ sử dụng và với chi phí rất thấp! Đó là một công nghệ thực sự ấn tượng!

Bạn có thể lấy nó tại đây ▶

Bước 4: Kết nối các bộ phận

Bây giờ chúng ta hãy ghép tất cả các phần lại với nhau.

Đầu tiên chúng ta phải kết nối mô-đun cảm biến vân tay. Chúng tôi cắm cáp ở mặt sau của mô-đun. Vui lòng kiểm tra hình ảnh đính kèm.

Kết nối cảm biến vân tay

Dây đen ▶ Arduino GND

Dây đỏ ▶ Arduino 5V

Dây màu xanh lá cây ▶ Pin kỹ thuật số 2

Dây trắng ▶ Pin kỹ thuật số 3

Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng kết nối màn hình với Arduino.

Kết nối màn hình

Chân Vcc ▶ 5V của Arduino

GND ▶ Chân Arduino GND

CS ▶ Pin kỹ thuật số 10

RST ▶ DIgital Pin 9

A0 ▶ Chân kỹ thuật số 8

SDA ▶ Chân số 11

SCK ▶ Chân số 13

Chân LED ▶ 3.3V của Arduino

Đó là nó! Chúng tôi đã sẵn sàng để tăng sức mạnh cho dự án. Như bạn thấy nó hoạt động tốt! Dễ dàng phải không?

Bước 5: Mã của dự án

Bây giờ chúng ta hãy xem, phía phần mềm của dự án và cách đăng ký dấu vân tay của chúng tôi vào bộ nhớ nhúng của mô-đun để nhận ra chúng.

Chúng tôi cần tải xuống một số thư viện. Trước hết, chúng ta cần thư viện Vân tay Adafruit, thư viện Adafruit GFX và thư viện Sumotoy để hiển thị.

github.com/adafruit/Adafruit-Fingerprint-Sensor-Library

github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

github.com/sumotoy/TFT_ILI9163C

Trước hết, chúng tôi phải tải ví dụ đăng ký lên bảng Arduino của chúng tôi. Chúng ta vào File -> Examples -> Adafruit Fingerprint Sensor Library -> Enroll. Với chương trình ví dụ này, chúng ta có thể lưu trữ dấu vân tay trong bộ nhớ FLASH của mô-đun. Chúng tôi tải lên bản phác thảo và chúng tôi mở Serial Monitor. Chương trình yêu cầu chúng tôi nhập ID để đăng ký. Sau đó, chúng tôi đặt ngón tay lên cảm biến hai lần như chúng tôi được hướng dẫn và dấu vân tay được lưu trữ! Bạn có thể lưu trữ đến 1000 dấu vân tay theo cách này!

Bây giờ, hãy tải mã mà tôi đã phát triển. Nhờ các thư viện của Adafruit, mã của dự án rất đơn giản. Hãy xem một phần nhỏ của mã.

void loop () {

vân tayID = getFingerprintID (); // Chúng tôi quét dấu vân tay ở đây delay (50); if (FingerID == 1) // Chúng tôi đã tìm thấy một dấu vân tay hợp lệ với id 1 {display.drawBitmap (30, 35, icon, 60, 60, GREEN); chậm trễ (2000); displayUnlockedScreen (); displayIoanna (); chậm trễ (5000); display.fillScreen (ĐEN); displayLockScreen (); }

if (FingerID == 2) // Chúng tôi đã tìm thấy một tệp tham chiếu hợp lệ với id 2

{

display.drawBitmap (30, 35, biểu tượng, 60, 60, XANH); chậm trễ (2000); displayUnlockedScreen (); displayNick (); chậm trễ (5000); display.fillScreen (ĐEN); displayLockScreen (); }}

Chúng tôi khởi động cảm biến và màn hình, sau mỗi 50ms chúng tôi kiểm tra ngón tay trên cảm biến. Nếu có một ngón tay trên cảm biến, chúng tôi yêu cầu mô-đun tìm kiếm xem ngón tay đó có được đăng ký trong bộ nhớ của nó hay không. Nếu tìm thấy dấu vân tay trong bộ nhớ, nó sẽ trả về ID của dấu vân tay đó. Tiếp theo, nó sẽ hiển thị thông báo chào mừng và khóa màn hình lại sau vài giây.

Như mọi khi, bạn có thể tìm thấy mã của dự án được đính kèm trong Tài liệu hướng dẫn này. Vì tôi thường xuyên cập nhật mã, nên để có phiên bản mới nhất của mã, vui lòng truy cập trang web của dự án:

Bước 6: Kết luận

Tôi thực sự ấn tượng về hiệu suất và sự dễ sử dụng của mô-đun cảm biến vân tay này. Với chi phí rất thấp, chúng tôi có thể thêm các tính năng bảo mật sinh trắc học vào các dự án của mình. Thật đáng kinh ngạc. Những dự án như thế này sẽ là không thể đối với một nhà sản xuất dù chỉ vài năm trở lại đây. Đó là vẻ đẹp và sức mạnh của phần cứng và phần mềm nguồn mở. Sau thử nghiệm đầu tiên này, tôi sẽ sử dụng mô-đun cảm biến vân tay cùng với khóa điện để xem liệu chúng ta có thể sử dụng cảm biến này trong tình huống thực tế hay không, vì vậy hãy chú ý theo dõi. Vui lòng cho tôi biết suy nghĩ của bạn về cảm biến này, trong phần bình luận bên dưới. Cảm ơn!