ระบบสแกนลายนิ้วมือเข้าชั้นเรียน (GT-521F32): 9 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

โปรเจ็กต์นี้เป็นระบบบันทึกการเข้างานอย่างง่ายที่ใช้ GT-521F32 ซึ่งเป็นเครื่องสแกนลายนิ้วมือแบบออปติคัลราคาประหยัดจาก Sparkfun เพื่อสแกนและบันทึกว่าใครและเมื่อมีคนเข้าสู่ระบบ

ขั้นตอนที่ 1: การเลือกชิ้นส่วน

ส่วนประกอบหลัก

• เครื่องสแกนลายนิ้วมือ (GT-521F32) -

  ตัวเชื่อมต่อ JST ไปยังส่วนหัว.1in -

• LCD ตัวอักษร 16x2 -
• ชุดสกรูไนล่อน M3 -
• โมดูลนาฬิกาเรียลไทม์ DS1307 -
• โมดูลขยับระดับ MicroSD 5v-3.3v -

ส่วนประกอบ PCB

ดูไฟล์ BOM CSV เพื่อดูส่วนประกอบทั้งหมดที่ใช้ในการออกแบบ PCB

ขั้นตอนที่ 2: การใช้เครื่องสแกนเนอร์

ในขั้นต้น ฉันเริ่มทดสอบเครื่องสแกนนอกเหนือจากการออกแบบใดๆ โดยใช้แอปพลิเคชันทดสอบที่จัดเตรียมไว้สำหรับเครื่องสแกนที่สามารถพบได้ที่นี่

การสื่อสารจากเครื่องสแกนไปยังคอมพิวเตอร์สามารถทำได้หนึ่งในสามวิธี

1. ตัวแปลง USB เป็น UART - FT-232RL -
2. Arduino อัปโหลดด้วยการโหลดแบบอนุกรมผ่านภาพร่าง
3. การบัดกรีการเชื่อมต่อ USB โดยตรงกับแผ่นอิเล็กโทรดบนโมดูล

เมื่อเชื่อมต่อโมดูลกับ Arduino หรือตัวแปลง UART พินจะเป็นเช่นนี้

เครื่องสแกน_Arduino

TX------------------------- RX

RX ------------------------------------ TX

GND --------------- GND

VIN ------------------------ 3.3v-6v

*ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อเชื่อมต่อพิน RX ของสแกนเนอร์ให้ใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าหากใช้อุปกรณ์ลอจิก 5v เนื่องจากพินรองรับลอจิก 3.3v เท่านั้น

สามารถดูคู่มือการเชื่อมต่อที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นได้ที่นี่ -

สิ่งที่ฉันอยากจะแนะนำให้ทำในขั้นตอนนี้คือ:

• ตรวจสอบการทำงานของเครื่องสแกน

  • รับรองว่าลงทะเบียนพิมพ์ได้
  • ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถจดจำภาพพิมพ์ได้
• ลงทะเบียนภาพพิมพ์ที่ต้องการใช้ในระบบ

*โปรแกรมแบบเต็มไม่มีฟังก์ชันการลงทะเบียนเนื่องจากข้อจำกัดของหน่วยความจำ โปรดลงทะเบียนงานพิมพ์ก่อนใช้โปรแกรมหลัก อย่าลืมจดหมายเลข ID ของแต่ละคนที่คุณลงทะเบียนไว้

ขั้นตอนที่ 3: แผนผังการออกแบบ

นี่คือแผนผังของระบบที่ใช้ EAGLE 9.0

ฉันต้องสร้างส่วนที่กำหนดเองสำหรับโมดูลการพิมพ์ลายนิ้วมือที่จะรวมไว้ที่นี่

* วงจรชาร์จและบูสต์แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์เสริม และสามารถปล่อยทิ้งไว้ได้หากต้องการ ฉันได้รวมไว้ในรูสำหรับติดตั้งการออกแบบและส่วนหัวสำหรับโมดูลแบตเตอรี่ sparkfun ด้วย

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบ PCB

การออกแบบ PCB นี้มีขนาด 99 มม. x 99 มม. ซึ่งต่ำกว่าขนาดมาตรฐานสำหรับการสั่งซื้อ PCB ราคาถูก ซึ่งโดยทั่วไปจะมีขีดจำกัด 100 มม. x 100 มม.

รูรองรับสลัก M3 ได้และขอแนะนำให้ใช้ขาตั้งไนลอนเพื่อยกกระดานขึ้นจากพื้น เนื่องจากโมดูล sparkfun ได้รับการออกแบบให้ติดตั้งใต้กระดาน

ปัจจุบัน ฉันแนะนำ JLC PCB สำหรับการผลิต เนื่องจากมีการหยุดทำงาน 48 ชั่วโมง และการจัดส่งของ DHL จากโหลที่สั่งจากเค้ามาทุกออเดอร์ถึงภายใน 7 วัน

ขั้นตอนที่ 5: ประกอบ PCB

ส่วนประกอบทั้งหมดบนบอร์ดคือ SMD ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุคือ 0805

เมื่อทำการบัดกรีบอร์ด ผมขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วย AtMega328 และส่วนประกอบพื้นฐานที่สุดที่จำเป็นสำหรับการทำงาน

ฟังก์ชันพื้นฐานสามารถทำได้โดยการบัดกรี Crystal Oscillator ตัวต้านทาน 1M ohm และตัวต้านทานแบบดึงขึ้นสองตัวสำหรับพินรีเซ็ต เมื่อคุณบัดกรีส่วนประกอบเหล่านั้นแล้ว ให้ไปยังขั้นตอนถัดไปเพื่อเบิร์นบูตโหลดเดอร์ แล้วกลับมาทำการบัดกรีที่เหลือให้เสร็จสิ้น

หลังจากการเบิร์นบูตโหลดเดอร์ การบัดกรี FT-232RL เพื่อทดสอบการทำงานของ USB เป็นขั้นตอนต่อไปที่สมเหตุสมผล เพื่อทดสอบสิ่งนี้ คุณเพียงแค่ประสาน FT-232RL, พอร์ต MicroUSB และตัวเก็บประจุคัปปลิ้งรีเซ็ต คุณยังสามารถเพิ่มไฟ LED สำหรับ RX และ TX สำหรับการตอบกลับด้วยภาพ แต่ไม่จำเป็น คุณต้องเพิ่มตัวต้านทานซีรีย์ TX RX ด้วย

* ไม่จำเป็นต้องเพิ่มสายที่คุณเห็นในภาพเชื่อมต่อกับ FT-232RL ฉันทำผิดพลาดในการเชื่อมต่อรางไฟฟ้ากับอุปกรณ์ แต่ได้รับการแก้ไขแล้วในการแก้ไข PCB ที่อัปโหลดไปยังคำแนะนำนี้

หลังจากตรวจสอบแล้วว่าการเชื่อมต่อ USB ใช้งานได้ ให้บัดกรี LCD เข้ากับบอร์ด (หรือเชื่อมต่อผ่านส่วนหัว หากคุณต้องการใช้จอแสดงผลซ้ำในอนาคต) และโพเทนชิออมิเตอร์คอนทราสต์ จากนั้นเชื่อมต่อ RTC และโมดูลการ์ด SD ในที่สุดก็ประสานตัวเชื่อมต่อสำหรับเครื่องสแกนลายนิ้วมือเข้ากับบอร์ด และติดตั้งด้วยสแตนด์ออฟ

ขั้นตอนที่ 6: เบิร์น Bootloader

สำหรับโครงการนี้ Atmega328 จะต้องถูกเบิร์นด้วย Arduino pro mini bootloader หมุด ICSP ถูกเปิดเผยบน PCB เพื่อจุดประสงค์นี้และจัดเรียงตามที่แสดงในแผนภาพ

สามารถดูบทช่วยสอนแบบเต็มเกี่ยวกับการเบิร์นบูตโหลดเดอร์ได้ที่นี่ -

ขั้นตอนที่ 7: รหัส

ฉันจะพูดตามตรงและบอกว่าทักษะการเขียนโปรแกรมของฉันไม่ใช่หนึ่งในชุดโปรแกรมที่แข็งแกร่งของฉัน และนั่นก็บอกว่าโค้ดค่อนข้างยุ่งเหยิง และฉันขอโทษถ้ามันทำให้สับสน ส่วนใหญ่ยืมมาจากแหล่งอื่นและกำหนดค่าใหม่เพื่อให้เหมาะสมกับโครงการ

สองโครงการที่ฉันพึ่งพาอย่างมากสำหรับการอ้างอิงมีการเชื่อมโยงที่นี่:

DIY FINGERPRINT SCANNING GARAGE DOOR DOOR -

ตัวอย่าง Petit FS -

ห้องสมุดที่ใช้ในโครงการนี้สามารถพบได้ที่นี่:

ห้องสมุด FPS_GT511C3 -

ห้องสมุด DS1307 RTC -

ห้องสมุด PetitFS

ก่อนที่คุณจะอัปโหลดโค้ด อย่าลืมตั้งเวลาที่ถูกต้องบน RTC โดยใช้ตัวอย่างแบบร่างจากไลบรารี DS1307

ในโปรแกรมหลัก สตริงแรกจะเต็มไปด้วยชื่อที่สอดคล้องกับหมายเลข ID ของลายนิ้วมือที่จัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลเครื่องสแกน ชื่อต่างๆ เรียงตามลำดับ ดังนั้นเพียงแค่เปลี่ยนชื่อของแต่ละ ID เพื่อให้เหมาะกับความต้องการของคุณ ชื่อนี้จะแสดงบนจอแสดงผลและบันทึกลงในการ์ด SD

ขั้นตอนที่ 8: กรณี

ตัวเคสทำจากไม้อัด 1/8 และได้รับการออกแบบให้ตัดบนระบบการกัดด้วยเลเซอร์

ฉันใช้กาวไม้เพื่อยึดด้านล่างและด้านข้างเข้าด้วยกัน และไนลอนก็ยึดแผ่นด้านบนและ PCB ไว้กับบอร์ด ซึ่งช่วยให้ถอด PCB ออกจากกล่องหุ้มได้ง่ายหากจำเป็น

ขั้นตอนที่ 9: ความคิดสุดท้าย

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการนี้ โปรดแจ้งให้เราทราบหากฉันพลาดรายละเอียดใดๆ ที่จะช่วยให้คุณสร้างงานของคุณเองให้เสร็จสมบูรณ์

นี่คือหน้า Github ของฉัน หากคุณต้องการดูโครงการอื่นๆ ของฉัน

ขอบคุณ