บทช่วยสอนเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ Arduino: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

เพื่อนๆที่รักยินดีต้อนรับสู่การกวดวิชาอื่น! วันนี้เราจะมาสร้างโครงการ Arduino ที่น่าสนใจ โดยใช้โมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ เริ่มกันเลยดีกว่า!

ฉันอยากลองโมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือเสมอเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีและใช้งานในบางโครงการของฉัน เพื่อเพิ่มความปลอดภัยไบโอเมตริกซ์ให้กับพวกเขา

เพื่อสาธิตการใช้งานเซ็นเซอร์อย่างง่าย โปรเจ็กต์ที่เรียบง่ายนี้จึงถูกสร้างขึ้น ฉันได้ต่อเซ็นเซอร์เข้ากับ Arduino Nano แล้ว และฉันยังใช้จอแสดงผล TFT สีขนาด 1.44 นิ้วที่เล็กแต่เร็วมากด้วย โครงการขอลายนิ้วมือที่ถูกต้องเพื่อปลดล็อก เมื่อฉันวางนิ้วบนเซ็นเซอร์ เครื่องจะจดจำนิ้วของฉัน เปลี่ยนไอคอนลายนิ้วมือเป็นสีเขียว และยินดีต้อนรับฉัน ถ้าแฟนของฉันวางนิ้วบนเซ็นเซอร์ มันก็จำเธอได้ และแสดงข้อความต้อนรับพร้อมชื่อของเธอ ถ้าฉันวางนิ้วอื่นบนเซ็นเซอร์ โปรเจ็กต์จะไม่ปลดล็อกหน้าจอ มันใช้งานได้ดีและคุณจะเห็นว่าคุณสามารถสร้างโครงการนี้ได้ภายในเวลาไม่ถึง 10 นาที! เรามาดูกันว่าจะทำอย่างไรให้สำเร็จ!

ขั้นตอนที่ 1: รับชิ้นส่วนทั้งหมด

ชิ้นส่วนที่จำเป็นในการสร้างโครงการนี้คือ:

• Arduino Nano ▶
• โมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ ▶
• หน้าจอสีแบบ TFT ขนาด 1.44” ▶
• เขียงหั่นขนมขนาดเล็ก ▶
• สายบางเส้น ▶
• พาวเวอร์แบงค์ ▶

ค่าใช้จ่ายของโครงการนี้อยู่ที่ประมาณ 30 เหรียญ หากคุณคำนึงถึงเทคโนโลยีที่โครงการนี้ใช้ ค่าใช้จ่ายนี้ต่ำมาก 10 ปีที่แล้ว โครงการแบบนี้ราคาไม่กี่ร้อยเหรียญ!

ขั้นตอนที่ 2: จอแสดงผล LCD 1.44"

การแสดงผลนี้เร็วมาก ใช้ไดรเวอร์ ILI9163C มีความละเอียด 128x128 พิกเซล และสามารถแสดงสีได้มากถึง 260.000 สี ใช้งานง่ายมากกับ Arduino และมีราคาประมาณ 4 เหรียญสหรัฐฯ

จอแสดงผลใช้โปรโตคอล SPI เพื่อสื่อสารกับบอร์ด Arduino เราต้องต่อสาย 8 เส้นเท่านั้นจึงจะใช้งานได้ เริ่มกันเลย.

การเชื่อมต่อกับ Arduino

Vcc ▶ พิน 5V ของ Arduino

GND ▶ ขา Arduino GND

CS ▶ พินดิจิตอล 10

RST ▶ พินดิจิตอล 9

A0 ▶ พินดิจิตอล 8

SDA ▶ พินดิจิตอล 11

SCK ▶ พินดิจิตอล 13

LED ▶ พิน 3.3V ของ Arduino

อย่างที่คุณเห็นจอแสดงผลนี้ใช้งานง่ายมากกับ Arduino ราคาถูกมาก เร็วมาก มีขนาดเล็กและดึงกระแสไฟได้เพียง 30mA เท่านั้น ฉันคิดว่ามันเป็นจอแสดงผลที่ดีที่จะใช้ในโครงการที่ไม่ต้องการจอแสดงผลขนาดใหญ่ แต่สีจะดี

สามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่ ▶

ขั้นตอนที่ 3: โมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ

โมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือมีขนาดเล็ก และสร้างขึ้นอย่างสวยงาม และใช้ชิป DSP (Digital Signal Processing) ขั้นสูงบางตัวอยู่ภายใน

เซ็นเซอร์ทำงานในลักษณะนี้ เป็นเซ็นเซอร์ออปติคัล ซึ่งหมายความว่าจะวิเคราะห์ภาพถ่ายของนิ้ว จากนั้นจะแสดงภาพ ทำการคำนวณ ค้นหาคุณสมบัติของนิ้วนั้น จากนั้นค้นหาลายนิ้วมือที่มีลักษณะเหมือนกันในหน่วยความจำ สามารถบรรลุทุกสิ่งได้ในเวลาไม่ถึงวินาที!

โมดูลนี้สามารถจัดเก็บลายนิ้วมือได้มากถึง 1,000 ลายนิ้วมือในหน่วยความจำและอัตราการยอมรับที่ผิดพลาดน้อยกว่า 0.001% ซึ่งทำให้ปลอดภัยมาก! ยอดเยี่ยม! เราได้รับทุกอย่างในโมดูลที่ใช้งานง่ายและด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก! เป็นเทคโนโลยีที่น่าประทับใจจริงๆ!

สามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่ ▶

ขั้นตอนที่ 4: การเชื่อมต่อชิ้นส่วน

ตอนนี้มาประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดเข้าด้วยกัน

ก่อนอื่นเราต้องเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ เราเสียบสายเคเบิลที่ด้านหลังของโมดูล กรุณาตรวจสอบภาพที่แนบมา

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือ

สายสีดำ ▶ Arduino GND

สายสีแดง ▶ Arduino 5V

สายสีเขียว ▶ พินดิจิตอล 2

สายสีขาว ▶ พินดิจิตอล 3

ตอนนี้เราพร้อมที่จะเชื่อมต่อจอแสดงผลกับ Arduino แล้ว

การเชื่อมต่อจอแสดงผล

Vcc ▶ พิน 5V ของ Arduino

GND ▶ ขา Arduino GND

CS ▶ พินดิจิตอล 10

RST ▶ พินดิจิตอล 9

A0 ▶ พินดิจิตอล 8

SDA ▶ พินดิจิตอล 11

SCK ▶ พินดิจิตอล 13

LED ▶ พิน 3.3V ของ Arduino

แค่นั้นแหละ! เราพร้อมที่จะเพิ่มพลังให้กับโครงการ อย่างที่คุณเห็นมันใช้งานได้ดี! ง่ายใช่มั้ย

ขั้นตอนที่ 5: รหัสของโครงการ

มาดูด้านซอฟต์แวร์ของโครงการและวิธีลงทะเบียนลายนิ้วมือของเราในหน่วยความจำที่ฝังของโมดูลเพื่อให้จดจำได้

เราจำเป็นต้องดาวน์โหลดไลบรารี่บางส่วน ก่อนอื่น เราต้องการไลบรารี Adafruit Fingerprint, ไลบรารี Adafruit GFX และไลบรารีของ Sumotoy สำหรับการแสดงผล

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

github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

github.com/sumotoy/TFT_ILI9163C

ก่อนอื่นเราต้องอัปโหลดตัวอย่างการลงทะเบียนไปยังบอร์ด Arduino ของเรา ไปที่ File -> Examples -> Adafruit Fingerprint Sensor Library -> Enroll ด้วยโปรแกรมตัวอย่างนี้ เราสามารถจัดเก็บลายนิ้วมือในหน่วยความจำ FLASH ของโมดูลได้ เราอัปโหลดภาพร่างและเราเปิด Serial Monitor โปรแกรมขอให้เราป้อน ID เพื่อลงทะเบียน จากนั้นเราวางนิ้วบนเซ็นเซอร์สองครั้งตามคำแนะนำและลายนิ้วมือจะถูกเก็บไว้! คุณสามารถจัดเก็บลายนิ้วมือได้มากถึง 1,000 ลายนิ้วมือด้วยวิธีนี้!

ตอนนี้ มาโหลดโค้ดที่ฉันพัฒนากัน ขอบคุณห้องสมุดของ Adafruit รหัสของโครงการจึงง่ายมาก มาดูโค้ดส่วนน้อยกัน

วงเป็นโมฆะ () {

รหัสลายนิ้วมือ = getFingerprintID (); //เราสแกนลายนิ้วมือที่นี่ล่าช้า (50); if(fingerprintID == 1) //เราพบลายนิ้วมือที่ถูกต้องกับ id 1 { display.drawBitmap(30, 35, icon, 60, 60, GREEN); ล่าช้า (2000); displayUnlockedScreen(); displayIoanna(); ล่าช้า (5000); display.fillScreen (สีดำ); displayLockScreen(); }

if(fingerprintID == 2) // เราพบลายนิ้วมือที่ถูกต้องกับ id 2

{

display.drawBitmap(30, 35, ไอคอน, 60, 60, สีเขียว); ล่าช้า (2000); displayUnlockedScreen(); displayNick(); ล่าช้า (5000); display.fillScreen (สีดำ); displayLockScreen(); } }

เราเริ่มเซ็นเซอร์และจอแสดงผล และเราตรวจสอบนิ้วบนเซ็นเซอร์ทุกๆ 50 มิลลิวินาที หากมีนิ้วบนเซ็นเซอร์ เราขอให้โมดูลค้นหาว่านิ้วนั้นลงทะเบียนอยู่ในหน่วยความจำหรือไม่ หากพบลายนิ้วมือในหน่วยความจำ ระบบจะส่งคืน ID ของลายนิ้วมือนั้น ถัดไปจะแสดงข้อความต้อนรับและล็อกหน้าจออีกครั้งหลังจากผ่านไปไม่กี่วินาที

คุณจะพบรหัสของโครงการที่แนบมาในคำแนะนำนี้เช่นเคย เนื่องจากฉันอัปเดตรหัสเป็นครั้งคราว สำหรับรหัสเวอร์ชันล่าสุด โปรดไปที่เว็บไซต์ของโครงการ:

ขั้นตอนที่ 6: ความคิดสุดท้าย

ฉันประทับใจในประสิทธิภาพและความสะดวกในการใช้งานโมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือนี้ ด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก เราสามารถเพิ่มคุณสมบัติความปลอดภัยไบโอเมตริกซ์ให้กับโครงการของเราได้ ที่น่าตื่นตาตื่นใจ. โครงการเช่นนี้จะเป็นไปไม่ได้สำหรับผู้ผลิตเมื่อสองสามปีก่อน นั่นคือความงามและพลังของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส หลังจากการทดสอบครั้งแรกนี้ ฉันจะใช้โมดูลเซ็นเซอร์ลายนิ้วมือพร้อมกับล็อคไฟฟ้า เพื่อดูว่าเราจะใช้เซ็นเซอร์นี้ในสถานการณ์จริงได้หรือไม่ โปรดคอยติดตาม โปรดแจ้งให้เราทราบความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับเซ็นเซอร์นี้ในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง ขอบคุณ!