Come funzionano i sensori di impronte capacitivi – La scelta del display in uno smartphone moderno determina anche la scelta di sensore di impronte. Per i modelli che adoperano un display AMOLED di solito viene preferito un sensore di impronte ottico posto al di sotto dello schermo; per gli smartphone che usano invece un display LCD la scelta ricade su sensori di impronte capacitivi. Ma come funzionano questo tipo di sensori?
Il condensatore è al cuore dei sensori di impronte capacitivi
Gli scanner capacitivi sono diventati importanti grazie ai loro vantaggi in termini di costo di produzione rapidamente in caduta e di sicurezza. In questo caso il nome rivela il componente principale: il condensatore. Invece di creare un’immagine tradizionale di un’impronta digitale, sensori di impronte capacitivi utilizzano una serie di minuscoli circuiti di condensatori per raccogliere dati. Poiché i condensatori immagazzinano la carica elettrica, collegarli a piastre conduttive sulla superficie dello scanner consente di utilizzarli per tracciare i dettagli di un’impronta digitale.
La carica immagazzinata verrà leggermente modificata quando la cresta di un dito viene posizionata sulle piastre conduttive. Al contrario, una valle lascerà la carica al condensatore relativamente invariata.
Un circuito integratore op-amp viene utilizzato per tenere traccia di questi cambiamenti, che possono quindi essere registrati da un convertitore analogico-digitale (conversione in codice binario). Una volta acquisiti, questi dati digitali vengono analizzati per cercare attributi di impronte digitali distintivi e unici. Possono quindi essere salvati per il confronto in un secondo momento (cosa che avviene durante il processo di registrazione iniziale).
La cosa particolarmente intelligente di questi sensori di impronte capacitivi è che è molto più difficile da ingannare di uno scanner ottico. I risultati non possono essere replicati con un’immagine. Inoltre, sono incredibilmente difficili da ingannare con protesi varie, poiché materiali diversi registreranno cambiamenti leggermente diversi nella carica del condensatore.
La creazione di una matrice sufficientemente ampia di questi condensatori, in genere centinaia se non migliaia in un singolo scanner, consente di creare una rappresentazione altamente dettagliata delle creste e delle valli di un’impronta digitale da nient’altro che segnali elettrici. Chiaramente più condensatori si traducono in uno scanner a risoluzione più elevata. Questo ne aumenta il livello di sicurezza.
Scanner sempre migliori e a costi inferiori
Quando i primi sensori di impronte capacitivi hanno fatto la loro comparsa, i produttori hanno tentato di ridurre il numero di condensatori necessari utilizzando scanner di bassa qualità. Raccogliendo dati da un numero minore di componenti del condensatore, il limite veniva un po’ aggirato aggiornando con una frequenza più elevata la cattura dei dati.
Come molti consumatori si lamentarono all’epoca, questo metodo era molto schizzinoso e spesso richiedeva diversi tentativi per scansionare correttamente il risultato. Fortunatamente, al giorno d’oggi, l’industria è riuscita ad abbassare a sufficienza i costi dei modelli con un numero più elevato di condensatori.
