Как проверить оптический датчик принтера


Датчики струйных принтеров | Компьютер и жизнь

Добрый день, друзья!

Вы пользуетесь струйным принтером? Не знаю, как вам, а мне очень нравятся эти умные машины! Но любой ум, человеческий или машинный, нуждается в органах чувств, которые предоставляют информацию для обработки.

«Органы чувств» струйного принтера – это его датчики. Сегодня мы заглянем внутрь принтера и узнаем, какие датчики там находятся.

Для начала отметим, что струйный принтер — это электромеханическая система, содержащая движущие части и электронную начинку.

Струйный принтер как электромеханическая система

Электронная начинка принтера представляет собой микропроцессорную систему.

Эта система подобна той, которая устанавливается в системном блоке компьютера, только гораздо меньшей мощности.

Она имеет в своем составе несколько входов и выходов.

Выходы управляют исполнительными механизмами (электродвигателями), которые двигают каретку с печатающей головкой и подают бумагу.

Еще они «рулят» световыми индикаторами, показывающими различные режимы работы принтера и дюзами печатающей головки, посредством которых чернила подаются на бумагу.

Есть в струйном принтере еще и:

  • печатающая головка,
  • сервисная станция для ее очистки,
  • источник вторичного электропитания, обеспечивающий энергией механизмы и электронику.

Печатающих головок может быть несколько, они могут быть совмещены с резервуарами для чернил и устанавливаться каждая отдельно. Сервисная станция может управляться отдельным двигателем.

На входы этой системы подаются сигналы с кнопок на передней панели и датчиков, которые являются «глазами» и «ушами» струйного принтера. Вот о последних и поговорим чуть более подробно.

Механические датчики

Условно датчики можно разделить на две большие группы — механические и оптические.

Механические датчики имеют в своем составе микрокнопку и (необязательно) какой-то рычаг или тягу (удлинитель).

При нажатии на эту кнопку в микропроцессорную систему принтера подается сигнал, и принтер реагирует на это соответствующим образом.

Как правило, датчик открытия/закрытия крышки принтера — механический.

Крышка имеет на своей обратной стороне выступ, тягу или рычаг, которая при своем поднятии нажимает (или отжимает) соответствующую микрокнопку.

Принтер реагирует на это так, что выводит каретку с печатающей головкой в позицию замены картриджа. Обычно же при паузах в работе головка находится в крайнем правом положении (в положении парковки) над резиновой капой (прокладкой), что уменьшает подсыхание печатающих сопел.

Кнопки включения питания, протяжки бумаги, выбора режима работы также являются механическими датчиками.

Некоторые модели принтеров могут печатать как на листе бумаги различных форматов, так и на CD-дисках. Выбор осуществляется с помощью рычажка, который соединен с датчиком (чаще всего механическим). Опрашивая этот датчик, схема управления «знает», где ей предстоит печатать.

Оптические датчики

Оптические датчики — это «глаза принтера».

Основу такого датчика составляет оптопара.

Оптопара представляет собой фотодиод и светодиод, расположенные на близком расстоянии друг от друга.

Светодиод излучает видимый свет (или ИК-излучение) в сторону фотодиода, фотодиод это излучение воспринимает.

Если световой поток от светодиода попадает на фотодиод, на выходе фотодиода имеется сигнал, если светового потока нет или он перекрыт — сигнала нет.

В большинстве случаев пара светодиод-фотодиод защищена непрозрачным кожухом с узкими прорезями. Это сделано с целью обеспечить более четкое срабатывание, и для исключения посторонних засветок.

С этой же целью оптопары работают преимущественно в инфракрасном диапазоне, что позволяет сильно уменьшить влияние дневного света.

Для контроля наличия или положения бумаги в струйных принтерах в большинстве случаев применяются именно оптические датчики. Кроме оптопары, такой датчик содержит в себе легкую поворачивающуюся шторку, которая перекрывает световой поток в оптопаре.

Когда лист бумаги попадает в тракт подачи (непосредственно перед зоной печати), он слегка приподнимает шторку. Она перекрывает световой поток, и принтер «знает», что лист бумаги подошел к зоне печати.

Энкодерные датчики

Есть еще два оптических датчика, которые имеются во всех моделях струйных принтеров, даже самых простых.

Речь идет об энкодерных датчиках.

Один из них представляет собой узкую прозрачную ленту с часто нанесенными на нее черными непрозрачными штрихами.

Эта ленточка неподвижно закреплена параллельно и выше направляющей, по которой двигается каретка с печатающей головкой.

Внутри каретки имеется оптопара и, когда происходит движение каретки, оптопара движется вдоль энкодерной ленты, пересекая непрозрачные штрихи и светлые места между ними.

Поток излучения от светодиода оптопары периодически прерывается, так что выходной сигнал фотодиода имеет форму импульсов.

Чем дальше каретка с печатающей головкой отъехала от первоначального положения, тем больше непрозрачных штрихов прервало поток излучения. И тем больше импульсов поступило в электронную схему струйного принтера.

Таким образом, считая импульсы энкодерной оптопары, микропроцессорная система отслеживает положение каретки с печатающей головкой.

По такому же принципу работает и энкодерный датчик, который учитывает формат используемой бумаги.

Обычно он расположен в левой части принтера, неподалеку от двигателя, управляющего подачей бумаги.

Он выполнен в виде прозрачного диска с нанесенными на его край радиальными непрозрачными штрихами.

Считая эти штрихи, электронная схема «знает», какая часть листа уже отпечатана (или прокручена при протяжке бумаги).

Другие оптические датчики

Имеются и сенсоры (оптические датчики) цветовой калибровки.

Различные виды бумаги имеют различную фактуру (матовая, глянцевая и т. д.) и различную степень белизны.

Цветовые показатели чернил даже в оригинальных картриджах могут немного отличаться от партии к партии.

Для приведения цветов к некоему «общему знаменателю» используется цветовая калибровка.

При калибровке цвета принтер сначала печатает тест в виде цветных фигур. Затем каретка с сенсором проходит над напечатанной областью, и ее светодиод излучает свет в сторону напечатанного изображения.

Фотодиод, также находящийся в каретке, улавливает отраженный свет, спектр которого анализирует схема управления. Эта информация учитывается в дальнейшей работе.

Для другого типа бумаги калибровку надо выполнить заново.

Видите, как получается! С помощью простых штуковин – кнопок, шторок, рычажков, оптопар, кусков пластика со штрихами — обеспечивается достаточно высокий «интеллект» струйного принтера!

С помощью тех же сенсоров выполняется и выравнивание головок принтера. Дело в том, что при смене головок (или картриджей) взаимное положение сопел может слегка измениться. При этом точность заливки цветов уменьшится. Кроме того, со временем механические детали принтера изнашиваются, и появляются люфты. Все это вызывает ухудшение четкости изображения.

Принтер печатает вначале тестовые фигуры (квадраты, прямоугольники, штрихи) с определенным фиксированным положением. Затем каретка повторно проходит над ними и считывает отраженный сигнал. Полученная информация учитывается в дальнейшей работе.

И напоследок следует сказать, что иногда на энкодерные ленты и диски могут попадать чернила. Нормальная работа принтера при этом может нарушиться.

При загрязнении энкодерных лент и дисков их следует очистить чистой (лучше кипяченой или дистиллированной) водой.

Если же используются пигментные или сольвентные чернила – следует воспользоваться специальными чистящими жидкостями. Хорошо ознакомиться со статьей о техническом обслуживании струйного принтера на этом сайте.

С вами был Виктор Геронда.

До новых встреч!


Проверено 9 мифов и 12 датчиков! - Руководства и обзоры по 3D-печати Тома

Существует множество вариантов сенсоров для кровати 3D-принтера и еще больше заблуждений о том, что они могут и должны делать. Итак, после тонны испытаний с использованием специально созданного прибора для проверки точности (TM) было рассмотрено 9 мифов об этих датчиках - и мы получили массу данных о том, насколько точным может быть каждый из них!

Двенадцать опций для определения поверхности кровати 3D-принтера. Двенадцать решений одной и той же проблемы.Двенадцать датчиков, которые все разные. Но может быть только один! Что ж, на самом деле, у каждого из них есть свои преимущества, так что давайте посмотрим, что они могут и что нельзя делать. Разрушающий мифы о стиле 3D-принтера!

По сути, все они должны делать одно и то же: при использовании автоматического выравнивания на 3D-принтере или даже на других машинах, которым требуется, чтобы их инструмент находился на идеальном расстоянии от заготовки, например, маршрутизатор печатной платы, эти датчики проверяют несколько разных точек на поверхность, а затем компенсируйте любое смещение станины или заготовки.Поскольку сам датчик является единственным входом, который машина получает о том, как поверхность выровнена или деформирована, очень важно, чтобы она надежно воспринимала предметы и даже могла обнаруживать вашу поверхность. Самый простой вариант - это индукционные датчики, но они обнаруживают только металлы и бесполезны для стекла, затем у вас есть оптические, которые могут обнаруживать любую поверхность, если она не полностью прозрачна, механические датчики, которые физически простираются до поверхности и касаются ее. и, наконец, емкостные датчики, которые обнаруживают каждую поверхность, а затем некоторые.

Чтобы проверить их повторяемость, я построил эту сборку, которая должна обеспечивать почти идеальное линейное движение для тестирования датчиков. По сути, это рельс IGUS W, который в качестве скользящего сопряжения должен иметь лучшую повторяемость, чем шарикоподшипники, и люфт, который они обычно имеют, не имеет большого значения, поскольку сила тяжести здесь, по существу, предварительное натяжение, тогда у нас есть другой Часть IGUS, трапециевидный шпиндель с шагом 2 мм, прикрепленный к шаговому двигателю 0,9 °, два вала здесь соприкасаются внутри муфты, поэтому мы не получаем никакой упругости.Опять же, чтобы избежать опрокидывания рельса, его устанавливают не по центру. Все это управляется платой MKS Gen, которая буквально лежала в мусорном ведре, и несколькими строками кода Arduino. И да, вы по-прежнему можете запускать стандартный код Arduino отдельно на любой плате 3D-принтера, которая в противном случае запускала бы прошивку Marlin или аналогичную. Все, что он делает, это запускает датчик в поверхность, немного отступает, а затем делает это еще 41 раз. В конце концов, он сообщает стандартное отклонение всех измерений, что по сути говорит нам, какой точности мы можем ожидать от каждого датчика.

Чтобы убедиться, что эта конструкция работает должным образом, я установил стальной стержень на каретку и позволил ему замкнуть цепь, когда он касается алюминиевого блока, и это получилось с повторяемостью намного лучше, чем один микрон, и в основном это было никогда не дальше одного микрошага. Да, микрошаг может быть не идеальным, но это все же показатель того, что этот прибор работает достаточно хорошо для этих измерений.

Итак, устройства, которые я выстроил здесь, - это четыре различных промышленных индуктивных датчика, меньшее расстояние срабатывания 2 мм, тип 5 В, тип 4 и 8 мм и датчик Prusa PINDA, и да, Prusa определенно имеет самый маленький и самый короткий из торговый центр.Также в категорию индуктивных датчиков входит датчик от BQ Hephestos 2, но он оказался неисправным, поэтому я не мог его включить. Емкостные тоже промышленного типа, с расстоянием срабатывания 8 и 20 мм, этот огромный парень был довольно дорогим по сравнению с ним - около 8 долларов, и, что еще хуже, он также не работал. Облом. Механические датчики - это BLTouch и стандартный микропереключатель с рычагом и без него, BLTouch убирается самостоятельно, в то время как для такого переключателя потребуется какой-то сервопривод, чтобы поднять его, что приведет к неточностям, помимо того, что сам датчик может делать.И, наконец, оптические датчики - это инфракрасный датчик Дэвида Крокера (DV42), который я получил от Think3DPrint3D, и датчик Sharp, который выдает аналоговое напряжение в зависимости от того, на каком расстоянии он обнаруживает объект, что действительно круто, но для его генерации требуется компаратор. / off сигнал, необходимый плате.

Итак, вот как мы это сделаем, давайте займемся разрушением мифов!

Это на самом деле немного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Стекло прозрачное, по крайней мере невооруженным глазом.Но поскольку эти датчики работают с инфракрасным светом, то, что они видят, может полностью отличаться от того, что мы видим. Эти датчики работают на основе отраженного света, поэтому глянцевая поверхность также может отбрасывать их. Теперь простой ответ - да, оба оптических датчика могут обнаружить этот лист стекла. Датчик Дэвида Крокера легко обнаруживает стекло, но датчик Sharp немного сбивается с пути. Прежде всего, для срабатывания требуется гораздо большее расстояние, и даже тогда он начал дрейфовать и в конечном итоге разбился о стекло.Пользовательский датчик действительно надежно срабатывал по стеклу, но все же имел огромное снижение точности: показания на стекле имели допуск в пятнадцать раз больше, чем показания на непрозрачном блоке. Так что, хотя это работает, на самом деле это не рекомендуется.

Хорошо, это на самом деле легко проверить. Из всех пробников от 6 до 36 В ни один не работал с 5 В, за исключением 8-миллиметрового емкостного. И даже тогда он был намного менее чувствителен, чем на 12 В, и срабатывал только по металлическим частям, в то время как с более высоким напряжением питания и делителем напряжения на выходе он надежно также срабатывал по печатным деталям и имел большее расстояние срабатывания, чем на 5 В.

Так что один арестован.

Итак, теория с емкостными датчиками заключается в том, что они чувствуют практически все - пластик, стекло, дерево, металл, людей и т. Д. Проблема в том, что такие вещи, как влажность в воздухе, также влияют на показания - теоретически. В качестве действительно простого теста я позволил системе выполнить 21 измерение, а затем просто начал дышать над датчиком. И о боже, это сбросило его. Почти мгновенно он начал срабатывать примерно на 200 мкм раньше, то есть на 0,2 мм, так что практически полная высота слоя от цели.Таким образом, даже если бы у вас было менее резкое изменение влажности, датчик все равно бы сильно сработал. Я также проделал то же самое с индуктивными датчиками, и хотя они действительно показали незначительное изменение, оно всегда было в однозначном микронном диапазоне, что также могло быть результатом теплового расширения. Говоря об этой теме, емкостный датчик также показал, безусловно, наибольшее отклонение при обработке феном на малой мощности.

Значит, емкостной датчик ненадежен и неточен? Что ж, если вы посмотрите на базовые показания в согласованной среде, они не так уж и плохи, но как только что-то изменится, вы столкнетесь с проблемами.

Есть несколько моментов, которые необходимо учитывать - во-первых, некоторые датчики, такие как оптический Sharp, снимают показания только несколько раз в секунду, поэтому к моменту их срабатывания вы, возможно, уже прошли точку, которая была бы идеальное место. То же самое можно сказать и о прошивке принтера, которая время от времени только считывает значения. Код, который я использую, проверяет датчик после каждого микрошага, так что это не должно быть проблемой. Но все же, задержка датчика и т.д. все еще есть. Таким образом, каждый датчик был протестирован на двух разных скоростях - 1.35 мм / с и в два раза быстрее, то есть 2,7 мм / с, что примерно соответствует диапазону, в котором вы ожидаете перемещения обычной оси Z. И практически каждый датчик был менее точным при работе на более высокой скорости. Все они показали примерно на 20% лучшую повторяемость на более медленной скорости, некоторые немного меньше, некоторые немного больше, поэтому, хотя это не превратит отличный датчик в непригодный для использования или наоборот, это все равно значительное улучшение, если вы просто нужна дополнительная точность.

Итак, вы могли заметить эффект, заключающийся в том, что когда вы запускаете цикл автоматического выравнивания с холодной кроватью, высота сопла в конечном итоге будет немного отличаться от высоты при измерении горячей.И это вполне реальный эффект, но после тестирования всех соответствующих датчиков я не совсем уверен, что сами датчики действительно являются проблемой. Похоже, что чем больше расстояние срабатывания, тем больше будет температурный дрейф. Индуктивный и оптический все были приличными, возможно, не индуктивный 8-миллиметровый, но все остальные, по крайней мере, можно использовать при нагревании. Хотя здесь также сыграло роль то, что аппарат просто нагревается и расширяется, поэтому измеренная точка срабатывания неизбежно смещается назад.Что также может сыграть роль, так это то, что при более высоких температурах медь и алюминий становятся менее проводящими, поэтому для датчика это как если бы был более тонкий лист материала, который сокращает расстояние срабатывания.

Итак, миф состоит в том, что если вам нужны преимущества индуктивного датчика, вы можете просто использовать алюминиевую ленту, даже на нижней части стеклянного листа, и датчик все равно сработает. Поэтому я использовал стандартную алюминиевую ленту, и индуктивные датчики 4 и 8 мм действительно срабатывают только по рулону материала, но ни один из индуктивных датчиков фактически не срабатывает по слою ленты, даже на верхней поверхности стеклянного листа.Таким образом, хотя несколько слоев могут работать, они будут добавлять некоторую толщину, и даже тогда вы получите лишь часть номинального расстояния срабатывания.

Обновление : Похоже, доступны разные типы клейкой алюминиевой ленты. По отзывам зрителей, некоторые типы с более толстым алюминиевым слоем работают намного надежнее.

И это приводит нас к…

Хотя ни один из промышленных датчиков на самом деле не предназначен для точного определения заданного расстояния каждый раз, они все же могут быть невероятно хорошими в этом.Для индуктивных датчиков у меня были типы 2, 4 и 8 мм, и все они работали практически одинаково. Все они достигли субмикронной повторяемости, за исключением типа 5 В, 2 мм, и даже этого была лучше, чем 2 мкм. Итак, это разорено.

Прежде чем я попытаюсь объяснить, почему это так, и в конечном итоге половина зрителей устает, а другая половина готовится меня поджарить, давайте просто остановимся на фактах: да, индуктивные датчики действительно теряют часть своего триггера. расстояние, даже против твердого блока алюминия.Датчик указывает расстояние от железа или стали, а с алюминием вы получаете примерно половину этого расстояния. На емкостные датчики это не влияет.

И, наконец,

А это из кампании кикстартера BLTouch - датчик измерен со стандартным отклонением около 2,5 мкм. Давайте сделаем шаг назад и посмотрим, что означает стандартное отклонение. Допустим, у вас есть несколько измерений, и вы рассчитываете, сколько из них и насколько далеко. Обычно такие зашумленные датчики показывают нормальное распределение, которое выглядит так.Стандартное отклонение говорит только о том, что примерно измерений лучше, чем диапазон стандартного отклонения. Таким образом, при подходе к выравниванию грядки, который использует только три точки, в среднем две из них будут измерены более точно, чем стандартное отклонение, а одна из них будет хуже. В свою очередь, эта точка, опять же, имеет примерно ⅔ шанс попасть в диапазон двух стандартных отклонений, что означает, что статистически каждые три отпечатка датчик 50 мкм будет отключаться более чем на + - 100 мкм или 0.1мм. И если вы когда-нибудь поигрались и почувствовали разницу, которую 100µ могут внести в первый слой печати, вы, вероятно, согласитесь, что это слишком много.

Теперь, конечно, более точный датчик все еще может иметь те измерения, которые далеки, но это гораздо менее вероятно.

Итак, если вы посмотрите на измеренные стандартные отклонения датчиков, которые я тестировал, я бы сказал, что все они очень удобны, может быть, за исключением оптического датчика SHARP и емкостного датчика, все остальное вроде бы действительно хорошо .Из них BLTouch показал худшие результаты, но если вы возьмете немного медленнее, он все равно будет более чем достаточно хорош.

Так что да, это история всех различных вариантов датчиков. Что меня удивило, так это то, насколько точными оказались индуктивные датчики, я ожидал, что они будут намного шумнее. Я также хотел бы повторно протестировать датчик Sharp, это аналоговый тип, но они также заставляют его просто срабатывать на заданном расстоянии, и я думаю, что это может сделать его немного менее шумным.

🛒 M8, индуктивный датчик 2 мм (5 В)
🛒 M12, индуктивный датчик 4 мм
🛒 M16, индуктивный датчик 8 мм
🛒 M16, регулируемый емкостной датчик
🛒 M16, емкостной датчик 20 мм
🛒 ИК-датчик Дэвида Крокера
🛒 Аналоговый датчик SHARP
🛒 Микровичи
🛒 BLTouch


Вы можете поддержать меня, не потратив ни копейки! .

Подробнее об оптическом датчике Canon | PrinterKnowledge

Я много раз пытался победить эти надоедливые чипы Canon, я использовал множество методов, как недостаточного, так и избыточного заполнения, и каждый раз, когда я проигрывал, иногда с ужасными последствиями.

Например, вы можете подумать, что использование картриджа CLl-8 в принтере CLl-521 вызовет проблемы, ну ответ отрицательный, потому что микросхема EPROM, кажется, переносит лишние чернила после всего лишь одной заправки.

Для достижения предупреждения о низком уровне чернил с более крупными тележками требуется гораздо больше времени, и если вы попытаетесь проигнорировать это предупреждение, то уведомление о пустом уведомлении появится намного быстрее, чем обычно, вы действительно получаете преимущества дополнительных чернил в больших тележках. резервуар, но потеряйте оставшиеся чернила, оставшиеся в области губки, они не могут быть использованы.

Я также полностью сбросил микросхему картриджа, на которой отображалось предупреждение о низком уровне чернил, я снова вставил тележку, и принтер подтвердил заполнение микросхемы, но с этого момента решил игнорировать ее, потому что я намеренно перестал на датчике, и поэтому и принтер, и чип успешно продолжали печатать после того, как у них закончились чернила, в результате поцарапали одну печатающую головку, O 'и чип тележки остался заполненным.

Далее, если вы пытаетесь заправить тележку, чтобы вывести из строя чип, даже оставив тележку все еще в принтере, снова появляется предупреждение о низком уровне чернил, несмотря на то, что чернила остаются в резервуаре, затем это отслеживается быстро из-за отсутствия чернил.

Несмотря на то, что у меня никогда не было чернил на тележке с недостаточным наполнением. заканчивались чернилами ни в одном из моих тестов, я заполнил резервуар всего дюйма чернилами, чтобы едва покрыть датчик тележки, а затем сбросил микросхему на полный, и предупреждение о низком уровне чернил появлялось, как только в резервуаре заканчивались чернила, и почти сразу же чип тележки перестал отображаться с желтого предупреждения о низком уровне чернил.

Все эти тесты может выполнить кто угодно, но помните, что они могут повредить вашу печатающую головку, и все это, конечно, во имя науки, но, как @mikling и мои тесты, вы тоже можете получить совершенно разные результаты с помощью собственных тестов. это просто зависит от того, какой принтер вы используете и насколько новая прошивка на этой машине.

Хорошо попробовать, и я бы посоветовал вам, ребята, попытаться обыграть систему, но, в конце концов, это будет полная трата времени, чернил и печатающих головок, дом каждый раз будет побеждать, потому что вы не можете победить надоедливый чип тележки, но это чертовски весело все равно попробовать ..

.

Как работают сенсоры отпечатков пальцев на экране?

Кредит: ID 127127404 © Артем Медведиев | Dreamstime.com Дактилоскопические датчики

- одна из самых популярных форм биометрической безопасности для смартфонов. Вот все, что вам нужно знать об оптических, емкостных, ультразвуковых датчиках отпечатков пальцев и встроенных в дисплей датчиках отпечатков пальцев и о том, как они работают.

Какой датчик отпечатков пальцев есть в моем телефоне?

Независимо от того, встроен ли датчик отпечатков пальцев вашего телефона в дисплей, он все равно неизбежно попадет в одну из трех широких категорий: оптический, емкостной или ультразвуковой.

Как работают оптические датчики отпечатков пальцев?

Оптические датчики отпечатков пальцев - одна из самых простых форм биометрической защиты. Они полагаются на использование светодиода для освещения вашего пальца, а затем на получение данных 2D-изображения с помощью датчика. После сбора этих данных оптический датчик отпечатков пальцев может сравнивать последующие данные изображения с ними, чтобы определить, есть ли совпадение.

Кредит: HTC

Как работают емкостные датчики отпечатков пальцев?

Дактилоскопические датчики

немного более продвинуты.Вместо того, чтобы использовать свет, чтобы отобразить поверхность вашего отпечатка пальца, они используют электричество. Обычный емкостный датчик отпечатков пальцев основан на массиве пластин конденсатора, который фиксирует то, как выглядит любой отдельный отпечаток пальца. По сути, емкостный датчик использует конденсаторы для определения областей вашего отпечатка пальца, которые являются более и менее проводящими. Затем он использует это как основу для идентификации последующих образцов.

В настоящее время емкостные датчики отпечатков пальцев являются наиболее распространенной формой датчиков отпечатков пальцев в смартфонах.

Как работают ультразвуковые датчики отпечатков пальцев?

Как следует из названия, ультразвуковые датчики отпечатков пальцев используют ультразвуковые волны для построения трехмерного изображения вашего отпечатка пальца так же, как ультразвуковые волны используются в таких областях, как медицина.

Теоретически ультразвук имеет несколько ключевых преимуществ по сравнению с другими технологиями сканирования отпечатков пальцев из-за его способности обнаруживать такие вещи, как кровоток, а также более надежно работать в неидеальных условиях, например, если ваши руки грязные или влажные.

Какой тип датчика отпечатков пальцев лучше всего?

Я имею в виду, что для большинства обычных пользователей лучшим датчиком отпечатков пальцев будет тот, который им доступен. Но если вы спрашиваете, что является наиболее универсальным и безопасным, то, вероятно, лучше всего подойдет ультразвуковой.

По крайней мере на бумаге он более надежен, чем другие варианты, и тот факт, что он захватывает трехмерный отпечаток пальца, а не двухмерный, предполагает, что его будет сложнее подделать.

[Связано: 3D или 2D-разблокировка по лицу: что более безопасно?]

Как работают сенсоры отпечатков пальцев на экране?

Кредит: Oppo

В настоящее время существуют как оптические, так и ультразвуковые сенсоры отпечатков пальцев на экране, которые можно найти в современных смартфонах.

Оптические сенсоры на дисплее работают путем захвата изображения вашего отпечатка пальца на основе света, отраженного от зазоров между пикселями на дисплее вашего телефона.

Ультразвуковые сенсоры на дисплее работают, проецируя ультразвуковые волны через поверхность экрана, поскольку ультразвуковые волны могут проходить через твердые материалы так, как свет не может.

Насколько безопасны экранные сенсоры отпечатков пальцев?

Безопасность любого экранного датчика отпечатков пальцев зависит от уровня безопасности самого компонента. На рынке есть несколько различных датчиков в дисплее, некоторые из которых являются оптическими, а некоторые - ультразвуковыми.

Qualcomm заявляет, что их ультразвуковой датчик на дисплее Sense ID имеет частоту ошибок 1%.

Датчик отпечатков пальцев Goodix на дисплее имеет коэффициент ложного принятия 0,002% и коэффициент ложного отклонения менее 2%.

Однако стоит помнить, что - особенно в бытовой электронике - удобство часто важнее безопасности.Пока рассматриваемый датчик по крайней мере кажется достаточно безопасным, чтобы вам не приходилось думать о нем, большинство потребителей, скорее всего, выберут более быстрый и надежный вариант, а не более безопасный.

Подпишитесь на рассылку новостей!

Ошибка: проверьте свой адрес электронной почты.

Теги Датчики отпечатков пальцев

.Датчики отпечатков пальцев на дисплее

: типы и работа

Смартфоны с датчиками отпечатков пальцев наводнили рынок, но не прошло много времени с тех пор, как эти датчики начали появляться в смартфонах в бюджетном сегменте. В последнее время эти датчики стали быстрее и безопаснее. В результате в наши дни эти датчики в основном используются для защиты смартфонов.

Жестокая конкуренция в индустрии смартфонов и развитие технологий привели нас к тому этапу, когда мы каждый день сталкиваемся с новыми инновациями.Дактилоскопические датчики тоже ушли далеко впереди, и в настоящее время модным словом является встроенных датчиков отпечатков пальцев . Производители смартфонов, такие как Xiaomi, Realme и Oppo, позаботились о том, чтобы технология не ограничивалась только флагманскими устройствами.

Последние устройства, такие как Realme X, Redmi K20 и OPPO K3, предлагают встроенные в дисплей сканеры отпечатков пальцев по цене, которую трудно переварить. Имея все это в виду, давайте узнаем , что это за технология встроенного в дисплей датчика отпечатков пальцев и как она работает .

История

Давайте начнем с самого начала, когда все началось. Погружение в историю считывателей отпечатков пальцев на мобильных устройствах приводит нас к « Pantech GI100 », выпущенному еще в 2004 году. Это устройство было оснащено считывателем отпечатков пальцев, первым в своем роде. Следующие устройства, следующие за тенденцией, « G900 и G500 » появились в 2007 году от компаний, подобных Toshiba. Позднее к лиге присоединились такие производители, как HTC, Acer и Motorola, представив свои соответствующие устройства.Apple тоже присоединилась к вечеринке в 2013 году, когда iPhone 5s получил датчик отпечатков пальцев. Гигант из Купертино назвал его Touch ID. С тех пор технологии датчиков отпечатков пальцев претерпели несколько серьезных изменений.

Технические энтузиасты могут знать, что действуют три различных технологии аутентификации по отпечатку пальца. Но технология отпечатков пальцев на дисплее в настоящее время выигрывает только от двух.

Прежде чем мы углубимся в общую картину, позвольте нам понять основные технологии, лежащие в основе работ.Все датчики отпечатков пальцев работают, отслеживая эти уникальные гребни и линии на ваших пальцах. Однако в этом процессе отслеживания могут использоваться различные технологии, включая оптическое сканирование, емкостное сканирование или ультразвуковое сканирование.

Типы сканеров отпечатков пальцев

  1. Оптические сканеры (используются в сенсорах отпечатков пальцев на дисплее)
  2. Ультразвуковые сканеры (используются в сканерах отпечатков пальцев на дисплее)
  3. Емкостные сканеры

In-Display Оптические сканеры

Оптические сканеры существуют довольно давно и являются старейшими методами аутентификации по отпечаткам пальцев.Однако оптические датчики на дисплее сравнительно новы для смартфонов. Vivo Apex, концептуальное устройство, представленное на MWC 2018, всколыхнуло многие головы в индустрии смартфонов. В устройстве был использован оптический датчик отпечатков пальцев CLEAR ID 9500, разработанный американской компанией Synaptics. Позже он был представлен потребителям в виде нового устройства под названием «Vivo X20 Plus UD». Новый дизайн вскоре был принят такими компаниями, как OPPO, Samsung, Huawei и другими. Большинство датчиков отпечатков пальцев, которые мы видим, являются оптическими датчиками отпечатков пальцев, и их можно легко подключить к Arduino, Raspberry pi и другим микроконтроллерам.

Работа оптического датчика отпечатков пальцев

Эта технология основана на получении изображения вашего отпечатка пальца и последующем анализе того, соответствует ли текущий отпечаток сохраненному изображению. Устройство с зарядовой связью (CCD) находится в основе оптического датчика, того же датчика, который используется в цифровых камерах и видеокамерах. Для тех, кто не знает, ПЗС - это набор светочувствительных диодов, называемых фотосайтами, которые генерируют электрические сигналы в ответ на световые фотоны.

Как только вы прикоснетесь пальцем к датчику, загорится массив светодиодов (LED), чтобы осветить выступы и зазоры, и камера CCD быстро сделает их изображение. Система CCD генерирует перевернутое изображение пальца с более темными областями, представляющими больше отраженного света (гребни пальца), и более светлыми областями, представляющими меньше отраженного света (впадины между гребнями). Захваченное изображение затем сравнивается с сохраненным изображением.

Оптические датчики легко обмануть, так как используемая технология позволяет снимать двухмерные изображения, а изображение хорошего качества может помочь преодолеть эту проблему. Стоит отметить, что технология работает только с OLED-дисплеями, где на задней панели есть зазоры. Изначально сенсоры отпечатков пальцев на дисплее не были такими надежными и быстрыми, как сейчас. Но в последнее время все изменилось в пользу этих датчиков.

Ультразвуковые сканеры на дисплее

Ультразвуковые датчики - это новейшая технология отпечатков пальцев.Как следует из названия, эти датчики используют высокочастотный ультразвуковой звук для отображения вашего отпечатка пальца. Samsung в партнерстве с Qualcomm представила первое устройство с встроенным в дисплей ультразвуковым датчиком отпечатков пальцев - Galaxy S10 / S10 +. Устройство также было первым с датчиком 3D Sonic компании Qualcomm, который является версией Sense ID.

Новейшая ультразвуковая технология Qualcomm работает через стекло толщиной до 800 микрон. Компания заявляет о задержке разблокировки в 250 миллисекунд, что близко к показателям емкостного сканера отпечатков пальцев.

Работа ультразвукового датчика отпечатков пальцев

Аппаратное обеспечение этих сканеров состоит из ультразвукового передатчика и приемника. Процесс сканирования начинается, как только кончик пальца прикладывается к датчику. Ультразвуковой импульс передается передатчиком, который сталкивается с гребнями и впадинами на кончике пальца, часть импульсного давления поглощается, а часть отражается обратно на датчик. Степень поглощения и отражения пульса зависит от отпечатков пальцев.Двигаясь дальше, датчик, способный обнаруживать механическое напряжение, используется для вычисления интенсивности возвращающегося ультразвукового импульса в различных точках сканера. Эти сканеры получают подробную подробную информацию, в результате чего создается подробная трехмерная копия отсканированного отпечатка пальца.

Так как эти сканеры лежат под дисплеем. Волны от ультразвуковых датчиков должны пройти через заднюю панель, стекло и защитную крышку дисплея, прежде чем достичь вашего пальца. Поэтому производители следят за тем, чтобы стекло, используемое для дисплея, не было слишком толстым.При этом в рекомендуется не добавлять дополнительную защиту, такую ​​как защитная пленка для экрана , которая может помешать правильной работе этой технологии.

Не многие устройства оснащены ультразвуковым датчиком, поскольку это самая дорогостоящая из доступных технологий. Флагманские устройства, такие как Samsung Galaxy S10 / 10 + , оснащены ультразвуковым датчиком. Однако еще есть время, пока мы не увидим, как эта технология проникает в бюджетный сегмент.

Емкостные сканеры

Емкостные датчики

являются наиболее широко используемыми датчиками в наши дни, и их можно найти на любом другом устройстве, с которым вы сталкиваетесь.Эти датчики используют конденсаторы в качестве основного компонента, который представляет собой электронный компонент, используемый для хранения электрической энергии. Эта технология в настоящее время не используется для сканирования отпечатков пальцев на дисплее.

Работа емкостного датчика отпечатков пальцев

Эти датчики также сканируют выступы и впадины на отпечатках пальцев. Однако в этом случае для сбора данных используется электрический ток, а не свет. Массив конденсаторов помещается под поверхностью сканирования для сбора деталей отпечатков пальцев.Когда кончик пальца кладется на сканирующую поверхность, заряд конденсатора изменяется. Эта разница в заряде отслеживается схемой интегратора операционного усилителя, которая затем записывается аналого-цифровым преобразователем.

Захваченные данные используются для аутентификации. Стоит отметить, что возможности емкостных датчиков возрастают с увеличением количества конденсаторов. Эти сканеры обеспечивают лучшую безопасность, работают быстро и безумно трудно обмануть.Емкостные датчики дороже оптических и тогда использовались только во флагманских устройствах. Более того, это 2019 год, и емкостные датчики проникли во все сегменты индустрии смартфонов. Емкостные сенсорные панели дешевы и могут быть легко интегрированы в любое устройство.

Алгоритм и криптография

Сканирование - это только половина процесса, при этом важно сохранить данные в надежном месте. Для этого процесса к датчику добавляется специальная ИС, которая обрабатывает отсканированные данные и передает их процессору.Защищенное место недоступно, и даже укоренение не поможет взломать. Каждый производитель использует свой подход и использует разные алгоритмы для определения ключевых характеристик отпечатков пальцев. Как правило, эти алгоритмы ищут очень специфические особенности, называемые мелкими деталями, где линии на вашем отпечатке пальца заканчиваются или разделяются на две части. Следовательно, сканер может сопоставить эти детали вместо повторного сканирования всего отпечатка пальца. Что делает весь процесс немного быстрее.

Двигаясь дальше, эти производители датчиков имеют отдельные системы для хранения.ARM использует технологию TrustZone на основе Trusted Execution Environment (TEE), которая хранит данные в безопасном месте внутри главного процессора. Qualcomm, с другой стороны, использует Qualcomm Secure Execution Environment (QSEE) для защиты частных ключей шифрования и паролей. Эти системы могут иметь разные имена, но все они имеют общую цель - защитить данные.

Что лучше: оптическое или ультразвуковое?

Ультразвуковые сканеры, конечно, лучше, поскольку они извлекают выгоду из процесса 3D-сканирования, в то время как оптические сканеры способны только 2D-сканирование, как упоминалось ранее.Помимо этого, ультразвуковые датчики чрезвычайно малы по размеру, последний трехмерный звуковой датчик Qualcomm имеет размер всего 0,2 мм. Небольшой форм-фактор этих датчиков удовлетворяет текущий спрос на тонкие устройства без рамки. Двигаясь дальше, эти датчики также не подвержены воздействию пыли, жира или мокрых рук.

Однако не так много устройств, в которых используются ультразвуковые датчики, и это полностью связано с производственными затратами. Эти датчики дороги и пока доступны только на некоторых флагманских устройствах.

Какие новейшие устройства оснащены встроенными в дисплей сканерами отпечатков пальцев?

Что ж, теперь, когда вы знаете о современных технологиях и их работе. Было бы даже лучше, если бы вы знали о последних устройствах с датчиками отпечатков пальцев на дисплее и их типе.

Устройства с оптическими сканерами на дисплее

Устройства с ультразвуковыми сканерами на дисплее

Редми K20 / k20 Pro

Samsung Галактика S10 / S10 +

Realme X

One Plus 7/7 Pro

OPPO K3

Samsung Galaxy A50 / A70 / A80

OPPO K1

Vivo V15 Pro

One Plus 6T

Huawei P30 Pro

Xiaomi Mi 9

.

Смотрите также