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Atrás quedaron los días en que los sensores de huellas dactilares solo se veían en películas de espionaje y thrillers. Hoy en día, estos tecnologías biométricas sofisticadas se puede encontrar en numerosos sectores, desde la banca y la atención médica hasta la electrónica de consumo. Sin embargo, con tantos tipos diferentes de sensores de huellas digitales disponibles en el mercado, es difícil saber cuál se adapta mejor a sus necesidades particulares, ¡pero no tema! Echemos un vistazo más de cerca a cuatro de los tipos de sensores de huellas dactilares más populares y veamos qué los motiva.
El primero es el módulo de sensor óptico de huellas dactilares, que es uno de los tipos de sensores de huellas dactilares más antiguos y más utilizados.
Con luz visible y un dispositivo de captura de imágenes, funciona tomando una fotografía de su huella digital y transformándola en datos digitales. Durante más de medio siglo, los escáneres y sensores ópticos biométricos de huellas dactilares han sido la opción preferida para el personal encargado de hacer cumplir la ley y los organismos gubernamentales debido a su asequibilidad, confiabilidad y rapidez en la precisión de la impresión.
Un escáner óptico biométrico de huellas dactilares típico consiste en una capa protectora de vidrio, una fuente de luz iluminadora, como los LED, un prisma que refleja la luz de la superficie del dedo y una lente que enfoca la luz reflejada en una cámara con sensor de imagen CCD (dispositivo de carga acoplada) o CMOS (semiconductor de óxido metálico complementario), que captura todas esas crestas y valles distintos para identificar las huellas dactilares. Además, el sensor contiene una MCU (microunidad de control) o un DSP (procesador de señal digital) que ayuda en el control, la conversión de datos y el análisis. Por último, mediante las interfaces UART, SPI o USB, los datos digitales del sensor óptico de huellas dactilares se pueden transferir a una computadora o dispositivo móvil. Los componentes principales de un sensor óptico de huellas dactilares son los siguientes:
Los sensores ópticos de huellas dactilares utilizan la tecnología de imágenes ópticas para capturar y digitalizar la imagen de los dedos de una persona. Este proceso es relativamente sencillo; la persona simplemente coloca el dedo sobre la superficie de cristal de un escáner óptico, tras lo cual se envían haces de luz iluminadores para crear una impresión de crestas y valles. Posteriormente, una lente recoge estos reflejos antes de enfocarlos en una cámara CCD o CMOS que captura la huella digital y la transforma mediante un conversor A/D (conversor analógico a digital) en imagen digital.
Esta imagen de huella digital escaneada luego se mejora, se binariza y sus detalles se extraen mediante varios algoritmos para crear una plantilla biométrica de huellas dactilares. Una vez que se complete este proceso y se guarde la plantilla, los usuarios podrán autenticarse la próxima vez que muestren su dedo. ¡La siguiente ilustración muestra cómo funcionan en la práctica un sensor óptico y un escáner óptico!
Invertir en escáneres y sensores ópticos es una buena elección para la identificación y autenticación de huellas dactilares, especialmente si se tiene en cuenta la confiabilidad, la asequibilidad y la precisión que brindan. Sin embargo, como ocurre con todas las tecnologías, estos sensores pueden tener tanto ventajas como desventajas.
Los escáneres y sensores ópticos de huellas dactilares se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde la seguridad doméstica básica hasta el control de acceso físico y más. Algunos ejemplos comunes en los que se utilizan estos sensores ópticos de huellas dactilares son:
Los sensores ópticos de huellas dactilares son versátiles y confiables, por lo que no es de extrañar que sean una opción popular para muchas aplicaciones. Además, su asequibilidad y durabilidad los convierten en una solución de autenticación de huellas dactilares a largo plazo ideal para muchas empresas e individuos.
El segundo tipo de sensor de huellas dactilares es el módulo de sensor de huellas dactilares capacitivo. Forjando la combinación perfecta de tecnología y eficiencia, el escáner y sensor capacitivo de huellas dactilares utilizan una carga eléctrica para detectar una huella digital. En lugar de utilizar haces de luz y una lente como en los sensores ópticos, utilizan una corriente eléctrica que se conduce a través de las crestas y valles del dedo.
En comparación con los sensores ópticos tradicionales, los sensores capacitivos de huellas dactilares son increíblemente confiables y tienen niveles de precisión más altos. Además, los sensores capacitivos con tecnologías microelectrónicas de silicio están convenientemente miniaturizados, lo que permite una fácil integración en los espacios más pequeños de los dispositivos móviles. Como resultado, los sensores capacitivos de huellas dactilares han sido elogiados por su pequeño tamaño, velocidad y precisión, y se han vuelto extremadamente populares en una amplia gama de productos electrónicos de consumo, incluidos ordenadores portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes. También se utilizan en una variedad de aplicaciones de pago móvil, como tarjetas de pago y terminales mPOS.
Los sensores capacitivos de huellas dactilares se construyen con algunas partes clave: una serie de elementos conductores, que normalmente están hechos de un material semiconductor como el silicio; y un circuito de lectura, que es el componente responsable de la captura real de los datos de huellas dactilares. Los elementos conductivos están dispuestos de tal manera que crean un campo eléctrico que cambia en función de las crestas y valles del dedo a medida que pasa sobre él. Este cambio es detectado luego por el circuito de lectura, que traduce esta información en señales eléctricas y las convierte en imágenes digitales para su posterior procesamiento. Por último, pero no por ello menos importante, hay un controlador que ayuda a procesar los datos, incluidas funciones como el filtrado y la normalización de señales, la mejora de la imagen y la extracción de características. Los componentes principales de un sensor lector de huellas dactilares capacitivo son los siguientes:
El módulo sensor capacitivo de huellas dactilares funciona generando un campo eléctrico que detecta cambios en la capacitancia a medida que el dedo u otro objeto conductor pasa sobre él. Los elementos conductores están formados por pequeños condensadores con una capa de aislamiento entre ellos y otra capa en la parte superior. Cuando colocas el dedo sobre un escáner capacitivo de huellas dactilares, el campo eléctrico de cada condensador cambia, lo que provoca un pequeño cambio de voltaje. Esto permite convertir los cambios de voltaje en datos binarios, que luego se pueden usar para crear una imagen de las crestas y valles del dedo.
El circuito de lectura mide el cambio en la capacitancia, que se convierte en una señal digital mediante un convertidor analógico a digital (ADC). El ADC convierte la señal analógica en una señal digital, que luego se envía al controlador. Luego, el controlador puede procesar la señal digital con algoritmos para extraer características como el ancho de la cresta, el ángulo de la cresta y la forma general. El controlador también puede realizar operaciones de posprocesamiento adicionales, como la mejora de la imagen y la extracción de características. Luego, las funciones extraídas se crean como una plantilla que se puede comparar con la plantilla almacenada en la base de datos para la autenticación. Al comparar las huellas dactilares, se asigna una puntuación coincidente a la plantilla que se puede utilizar para determinar si está autorizado. En unos segundos, el escaneo capacitivo de huellas dactilares puede ofrecer resultados seguros y precisos. Estos son los seis pasos que componen este proceso:
Los sensores capacitivos de huellas dactilares y los escáneres capacitivos son muy precisos e intuitivos, y permiten un proceso de autenticación rápido y automatizado para varias aplicaciones. Sin embargo, es importante tener en cuenta las ventajas y desventajas individuales de esta tecnología antes de tomar una decisión.
Los sensores y escáneres capacitivos de huellas dactilares se utilizan en una variedad de sectores y aplicaciones. Desde el comercio minorista hasta la banca y desde la atención médica hasta el gobierno, este tipo de tecnología biométrica proporciona un acceso y una autenticación seguros. Algunos ejemplos comunes incluyen:
Los dispositivos de escáner y sensor de huellas digitales capacitivos tienen una variedad de ventajas que los convierten en una opción ideal para muchas empresas e industrias. Su extraordinaria precisión, velocidad y proceso de autenticación seguro son solo algunos de los beneficios que ofrecen. Para determinar si los sensores de huellas dactilares capacitivos se adaptan mejor a sus aplicaciones, es conveniente tomarse el tiempo necesario para aprender cómo funcionan y cuáles son sus ventajas y desventajas.
El siguiente tipo de sensor de huellas dactilares es el módulo de sensor de huellas dactilares ultrasónico. Al utilizar tecnología de ultrasonido, este tipo de sensor escanea el dedo para crear una imagen 3D de la huella digital. Las ondas sonoras son de alta frecuencia y penetran a través de la capa externa de la piel antes de reflejarse en la dermis que se encuentra debajo. Este proceso único captura las líneas crestales y los poros sudoríparos para lograr una lectura impecable que permite distinguir con facilidad incluso las huellas dactilares sucias o grasosas. Al utilizar lo que se conoce como el principio pulso-eco, los escáneres ultrasónicos hacen que la identificación sea eficiente y segura, todo a la vez
Con la innovadora tecnología de los sensores ultrasónicos de huellas dactilares, las representaciones detalladas y precisas de las huellas dactilares son más fáciles que nunca de capturar. Los sensores ultrasónicos de huellas dactilares utilizan ondas sonoras especiales de alta frecuencia para generar imágenes en 3D de las impresiones únicas de cada persona. Estos sensores están compuestos principalmente por un conjunto de transductores ultrasónicos que transmiten señales sonoras, mientras que un conjunto de transductores receptores captura los ecos creados por dichas formas de onda; por sustratos cerámicos para garantizar la estabilidad; y por un microprocesador que controla el escaneo de las huellas dactilares y el análisis del progreso. Los componentes clave de un sensor lector de huellas dactilares ultrasónico son los siguientes:
Los escáneres ultrasónicos de huellas dactilares funcionan enviando pulsos de ondas sonoras ultrasónicas desde el transductor al dedo y, a continuación, capturan el eco de esas ondas sonoras a medida que se reflejan en las huellas dactilares. La tecnología de detección ultrasónica es similar a la de un sistema de radar, con un conjunto de transductores excitados por señales eléctricas que envían ondas de presión y ondas sonoras sónicas a través de la capa epidérmica del dedo.
Cuando estos resuenan para ser recibidos por el transductor receptor, forman una impresión única compuesta por crestas y poros sudoríparos de la dermis. A continuación, el microprocesador convierte el reflejo en formato digital y lo almacena como plantilla para compararlo en el futuro. Este proceso de pulsos y ecos implica capturar una imagen 3D de la huella dactilar para compararla, lo que facilita la distinción entre las huellas dactilares, incluso las que están sucias o tienen aceite. Estos son los pasos clave que componen este proceso:
Los escáneres ultrasónicos de huellas dactilares ofrecen ventajas con respecto a los escáneres ópticos y capacitivos tradicionales porque funcionan midiendo las diferencias entre las crestas en lugar de los bordes, lo que los hace mucho más precisos a la hora de capturar impresiones detalladas incluso cuando los dedos están mojados o sucios. Por este motivo, los escáneres ultrasónicos suelen ser más caros que los de sus homólogos, pero también ofrecen una precisión y una fiabilidad superiores durante períodos prolongados. Los sensores ultrasónicos de huellas dactilares ofrecen varias ventajas, pero también tienen algunos inconvenientes. A continuación, enumeramos las ventajas y desventajas de usar un sensor ultrasónico de huellas dactilares:
Los sensores ultrasónicos también son muy precisos y resistentes al desgaste, lo que los hace perfectos para las empresas que requieren seguridad sin comprometer la precisión o la confiabilidad.
En el pasado, los sensores ultrasónicos de huellas dactilares no se utilizaban ampliamente debido a su elevado costo y su baja tasa de adopción. Sin embargo, más recientemente han ganado popularidad debido a aplicaciones como desbloquear teléfonos o tarjetas de crédito escaneando los dedos.
En 2015 se presentó el Qualcomm Snapdragon Sense ID, una tecnología innovadora que permitía a los teléfonos inteligentes utilizar un sensor ultrasónico con fines de identificación. Además, Qualcomm creó escáneres ultrasónicos integrados en pantalla que están disponibles en los dispositivos más emblemáticos, incluida la serie Samsung Galaxy S10.
En un futuro próximo, la demanda de sensores ultrasónicos en pantalla seguirá aumentando debido a su precisión y facilidad de uso. Esta innovadora tecnología permite a los usuarios desbloquear sus teléfonos sin necesidad de pulsar un sensor independiente. ¡Es tan fácil como utilizar la huella digital! La comodidad de esta nueva función es notable y mucho más atractiva que la de los métodos tradicionales.
En general, los escáneres y sensores ultrasónicos de huellas dactilares ofrecen una excelente combinación de precisión, seguridad y confiabilidad. Pueden ser más caros que los escáneres tradicionales, como los escáneres ópticos y capacitivos, pero sus funciones avanzadas a menudo valen la pena.
Por último, tenemos el sensor térmico de huellas dactilares, una forma de tecnología biométrica que se basa en las diferencias entre el aire y la piel para determinar la identificación individual. Al detectar las discrepancias de temperatura en las crestas y valles ubicados al alcance de la mano, estos sensores pueden generar imágenes escaneadas detalladas que son precisas y seguras. Los sensores térmicos de huellas dactilares utilizan estos datos para crear una representación digital exacta de la imagen escaneada única del dedo.
Incrustados en una matriz de silicio, los sensores térmicos de huellas dactilares aprovechan el material piroeléctrico para detectar diferencias de temperatura. La matriz aloja transistores que crean una carga eléctrica en respuesta al calentamiento y la refrigeración, lo que da como resultado la formación de una plantilla de huellas digitales distintiva. Además, esta matriz de silicio contiene su propio microprocesador responsable de procesar los datos del transistor antes de almacenarlos. En resumen, estos innovadores escáneres constan de:
Hay varios tipos de sensores térmicos: pasivos y activos. Los sensores pasivos se basan en la diferencia de temperatura natural entre el aire y la piel para generar una imagen escaneada, mientras que los sensores activos utilizan un elemento calefactor interno para detectar las diferencias de temperatura y generar una imagen escaneada.
Dato curioso: El primer escáner de huellas dactilares deslizantes fue un escáner térmico, desarrollado en 1997 por Atmel.
Mediante imágenes térmicas, un sensor de huellas dactilares mide la cantidad de calor generado por el dedo cuando se coloca en el escáner. Para ello, gracias a su material piroeléctrico, detecta cualquier variación de temperatura entre las crestas y los valles comparándola con la temperatura normal del aire. En respuesta a esos cambios, los transistores generan una carga eléctrica que forma una plantilla digital distinta con fines de autenticación.
Por ejemplo, cuando utilizas el escáner térmico de huellas digitales tipo deslizable en tu banco local, tienes que escanear el dedo a una velocidad y un ángulo determinados para que el escáner obtenga una lectura precisa. Cuando termines, el sistema compara los datos que escaneas con el dedo con los de la plantilla almacenada en su base de datos segura. Los escáneres térmicos de huellas digitales funcionan de la siguiente manera:
Los sensores térmicos de huellas dactilares ofrecen numerosas ventajas, desde su precisión hasta el hecho de que se pueden utilizar tanto en condiciones húmedas como secas. También son muy seguros, ya que la imagen térmica del dedo es casi imposible de reproducir o falsificar. Sin embargo, también se sabe que estos escáneres son sensibles a las condiciones ambientales, lo que los hace poco fiables en áreas con cambios bruscos de temperatura. Además, pueden tardar más que otros tipos de escáneres en procesar una huella digital y su coste puede ser relativamente alto.
Los sensores térmicos de huellas dactilares se utilizan con mayor frecuencia con fines de seguridad, incluidos los sistemas biométricos de control de acceso y los inicios de sesión de autenticación en computadoras y dispositivos portátiles. Algunos de los lugares más comunes en los que encontrará un sensor térmico de huellas dactilares incluyen:
En última instancia, los sensores térmicos de huellas dactilares son biométricos confiables y seguros para la autenticación que brindan precisión y versatilidad en diversos casos de uso. Por supuesto, deben supervisarse para garantizar que estas cualidades se mantengan constantes debido a los posibles factores ambientales que podrían impedir el rendimiento. Además, su costo puede ser prohibitivo en comparación con otros escáneres, ya que también requieren más mantenimiento.
Independientemente del tipo de negocio que dirija, ya sean tiendas minoristas, oficinas o instalaciones de fabricación, la autenticación con huellas dactilares se está volviendo cada vez más popular como una forma eficaz de proteger el acceso sin depender de métodos tradicionales, como contraseñas o claves, que se pueden perder o robar fácilmente.
Ya sea que esté buscando un sensor óptico preciso y rentable o un sensor de imágenes ultrasónicas avanzado, la solución perfecta está ahí, ¡todo lo que necesita hacer es encontrarla! Teniendo en cuenta estos cuatro tipos de dispositivos, desbloquear su alimentación será sencillo.
Póngase en contacto con Aratek Biometrics si tiene alguna pregunta adicional sobre los módulos de sensores de huellas dactilares. ¡Estamos más que encantados de ayudarte!
