Arduino 를 가지고 놀아본 사람이라면, 그 언젠가 지문 센서를 만나게 될 것입니다. 지문 센서의 종류는 몇 가지가 있으며, 범용적으로 사용되는 센서가 있는 반면, 그렇지 않은 센서도 존재합니다.
To Be Continued
1. Purchase
5년 전에 구입할 때는 배송료 포함 9 USD 정도였는데, 그 사이 금액이 올랐군요. 물가 상승과 원화가치 하락의 영향으로 2배정도 올랐다고 봐야겠습니다.
* FPC1020A Capacitive Semiconductor Fingerprint Identification Module Fingerprint Acquisition/UART Communication
잘 도착 했습니다. 5년 전에요...
전면에는 지문 인식 센서가 달려 있습니다.
모듈 뒷 편에는 MCU 가 달려 있어, 입출력 및 지문 처리 장치와 그에 필요한 부품들이 실장되어 있습니다. 이 센서를 선택하게 된 이유로는, Arduino 관련 센서들을 판매하는 Adafruit 에서 출시한 지문센서 모듈이 있으나, 지문 인식이 센서에 직접 닿지 않으며 모듈도 커서, All-in-One 이면서 컴팩트 하고 지문 센서가 바로 PCB 에 실장되어 있어서 였습니다.
사용된 MCU 에 대해 확인해 봤습니다. Datasheet 및 비슷한 시리즈의 비교표 입니다.
* GD32F105RBT6 (GD32F105 Series)
같은 시리즈의 상위 모델과 비표해 보면, Flash 메모리가 8배 크고, SRAM 도 32K 큰 모델도 있어서 확장성이 더 우수하여 아쉬운 부분이 있으나, 활용해 본 결과 이 모듈로도 충분하다는 것을 알 수 있었습니다.
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| Chip Number | Series | Speed | Flash | SRAM |
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| GD32F105RBT6 | GD32F105 | 108 | 128K | 64K |
............
| GD32F105VGT6 | GD32F105 | 108 | 1024K | 96K |
| GD32F105ZGT6 | GD32F105 | 108 | 1024K | 96K |
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모듈의 연결선을 보면, 일반 Pinout 은 아니고, 다발로 만들어져 있습니다. 확인해 보니, JST 1.25mm 피치의 전용 커넥터라고 합니다. 사양을 확인한 후, 아래 모듈을 구입 했습니다.
* 10PCS MICRO JST 1.25mm Pitch Female Connector Wire 10CM 15CM 20CM 30CM Cable 28AWG 2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12 Pin Single Head
잘 도착 했습니다. 5년 전에요...
6pin / 15cm 를 구입 했는데, 조금 더 길었으면 테스트시 편했을 터인데, 만일 실제 제품화 하게 될 경우에는 긴 길이가 걸리적 거릴 수 있기 때문에 적절한 선택이었다고 생각합니다.
JST 1.25mm pitch 의 전선 모듈 입니다.
전선 끝단 처리가 되어 있어서 신뢰가 갑니다.
2. Connection
전용 전선 모듈을 구입 했으니, 연결해 줍니다.
이렇게 되니 너무 깔끔하군요. 가능한 이런 연결 모듈을 이용해 구동하는 PCB 나 모듈을 선택해야 겠습니다.
저는 제품화 까지는 아니고, 기능 테스트를 하는 것이 우선이므로, 빵판에 쉽게 연결할 수 있도록 pin 들을 붙여 주었습니다. 기존에 가지고 있던 점프선 끝단을 잘라서 만들어 주었습니다.
납땜 후, 빨간 수축튜브로 보호해 준 다음, 구경이 큰 수축튜브를 덧씌워서 연결 부위를 강화 했습니다. 재질이 바뀌는 지점에서 힘을 많이 받아 단선이 될 수 있기에 이렇게 만들었습니다. 시각적으로도 깔끔하게 되어서 만족 스럽습니다.
3. Specification
각 pinout 의 연결 의미는 다음과 같습니다. 그림의 PCB 부품들의 모양과 실제 제품의 모양이 조금 다릅니다만, 그렇게 큰 차이는 없는지라 문제 없을 것이라 생각됩니다.
* R300 Fingerprint Module User Manual
- PDF
일단 시작해 보기 위해 Adafruit 에서 출시한 R300 스펙을 확인해 봤습니다. 그러나, 프로토콜 부터 시작하여 활용법이 모두 다른 것이였습니다. R300 센서를 사용한다면, Adafruit Fingerprint library 를 사용하면 됩니다. 우리는 비표준 센서를 사용하고 있으니, 이 내용은 참고만 하기로 합니다.
짬짬이 인터넷을 뒤져 봤더니, 아래 두 사이트가 나왔습니다. 감사하게도, 첫 번째 사이트에서는 제가 구입한 FPC1020A 센서의 중국 메뉴얼을 일본어로 번역하여 테스트한 분이 계셨습니다.
* からくり工房「ききょうや」(旧バージョン)
이를 활용하여 실제 구현하신 분의 blog 도 발견하였습니다.
* ゲート用指紋認証システム－静電容量式（１）
제품 사이트에서 기본적인 소스가 아래와 같이 공개되어 있습니다. 가시성을 높이고 오탈자 수정했습니다. 그리고 코드에 버그가 있어서 수정한 버전을 아래에 공유 합니다.
////
// Demo code for FPC1020 Fingerprint Sensor
// Created by Deray on 2015-10-07.
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#include <SoftwareSerial.h>
#include <FPC1020.h>
extern unsigned char l_ucFPID;
extern unsigned char rBuf[192];
#define SW_SERIAL_RX_PIN 2 // Connect to TX on FPC1020
#define SW_SERIAL_TX_PIN 3 // Connect to RX on FPC1020
SoftwareSerial swSerial(SW_SERIAL_RX_PIN, SW_SERIAL_TX_PIN);
FPC1020 Finger(&swSerial);
void setup() {
Serial.begin(19200);
pinMode(4, INPUT); // IRQ
Serial.println("Fingerprint Test!");
}
void loop() {
unsigned int User_ID = 0;
unsigned char incomingNub;
unsigned char rtf = 0;
while (1) {
printMenu();
unsigned char MODE = 0;
while (Serial.available() <= 0);
MODE = Serial.read() - 0x30;
switch (MODE) {
case 0:
break;
case 1: // Add New User
handleEnroll();
break;
f case 2: // Fingerprint Matching
handleSearch();
break;
case 3: // Print All User IDs
handlePrintUsers();
break;
case 4: // Delete Assigned User
handleDeleteUser();
f break;
case 5: // Delete All Users
handleDeleteAll();
break;
}
}
}
void printMenu() {
Serial.println("============== Menu ================");
Serial.println("1 - Add a New User");
Serial.println("2 - Fingerprint Matching");
Serial.println("3 - Get User Number and Print All User ID");
Serial.println("4 - Delete Assigned User");
Serial.println("5 - Delete All Users");
Serial.println("====================================");
}
unsigned int readUserID() {
unsigned int id = 0;
while (Serial.available() <= 0);
delay(100);
unsigned char count = Serial.available();
for (char i = count; i >= 1; i--) {
id += (Serial.read() - 0x30) * pow(10, (i - 1));
}
return id;
}
void handleEnroll() {
Serial.println("Please input the new user ID (0 ~ 99).");
unsigned int User_ID = readUserID();
Serial.println("Add Fingerprint, please put your finger on the Sensor.");
unsigned char rtf = Finger.Enroll(User_ID);
if (rtf == TRUE) {
Serial.print("Success, your User ID is: ");
Serial.println(User_ID, DEC);
} else if (rtf == FALSE) {
Serial.println("Failed, please try again.");
} else if (rtf == ACK_USER_OCCUPIED) {
Serial.println("Failed, this User ID already exists.");
} else if (rtf == ACK_USER_EXIST) {
Serial.println("Failed, this fingerprint already exists.");
}
delay(2000);
}
void handleSearch() {
Serial.println("Match Fingerprint, please put your finger on the Sensor.");
if (Finger.Search()) {
Serial.print("Success, your User ID is: ");
Serial.println(l_ucFPID, DEC);
} else {
Serial.println("Failed, please try again.");
}
delay(1000);
}
void handlePrintUsers() {
if (Finger.PrintUserID()) {
unsigned char UserNumb = (l_ucFPID - 2) / 3;
Serial.print("Number of Fingerprint Users: ");
Serial.println(UserNumb, DEC);
Serial.println("All User IDs:");
for (char i = 0; i < UserNumb; i++) {
Serial.println(rBuf[12 + i * 3], DEC);
}
} else {
Serial.println("Print User ID Failed!");
}
delay(1000);
}
void handleDeleteUser() {
Serial.println("Please input the user ID (0 ~ 99) to delete.");
unsigned int User_ID = readUserID();
if (Finger.Delete(User_ID)) {
Serial.println("Delete Fingerprint User Success!");
} else {
Serial.println("Delete Fingerprint User Failed!");
}
delay(1000);
}
void handleDeleteAll() {
Serial.println("Delete All Users, Y/N?");
unsigned char DeleteFlag = 0;
for (unsigned char i = 200; i > 0; i--) {
delay(20);
if (Serial.available() > 0) {
DeleteFlag = Serial.read();
break;
}
}
if (DeleteFlag == 'Y' || DeleteFlag == 'y') {
if (Finger.Clear()) {
Serial.println("Delete All Fingerprint Users Success!");
} else {
Serial.println("Delete All Fingerprint Users Failed!");
}
}
delay(500);
}
실제 구동해 보면 아래와 같이 에러가 뜹니다. FPC1020.h 라는 library 가 있어야 합니다.
여러 사이트 중에 Reddit 에서 공유된, 제조사가 만들어 놓은 library 가 있어서, 이를 활용하기로 합니다. 다만, 다운로드 하려면, 자꾸 에러를 내는 경우가 있어, 향후 다른 분들이 활용할 수 있도록 library 를 다운 받아 Google Drive 에 올려 놨습니다.
Library 로 등록 합니다.
참고로, 일반적인 fingerprint 라이브러리를 찾으면, Adafruit 이 나오지만, 구입한 센서는 꼬빼기도 보이지 않습니다. 참고하시구요.
여러가지 시도해 봤으나, 생각하는 것 처럼 잘 동작하지 않았습니다. 공유된 사양서를 잘 분석하여 구현하면 좋겠으나, 비개발자 이다 보니 더이상 진행을 못 하고 있었습니다. 5년동안요... 2편으로 이어 집니다.
* HARDWARE | FPC1020A 지문센서 이용해 보기 - 2
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