فهرست مقاله
سنسور اثر انگشت گوشی‌ها در سه نوع اصلی ساخته می‌شود: خازنی، نوری (و نوع ترکیبی نوری-خازنی) و التراسونیک. هر نوع روش متفاوتی برای خواندن خطوط انگشت دارد و عیب‌یابی آن هم کمی فرق می‌کند. در این راهنما می‌خوانید هر نوع چطور کار می‌کند، اسم‌های رایج مدار اثر انگشت در شماتیک چه معنایی دارند و یک روش مرحله‌به‌مرحله برای پیدا کردن ایراد، بدون تعویض حدسی قطعات.
سنسور اثر انگشت خازنی
سنسور خازنی آرایه‌ای از سلول‌های بسیار ریز دارد که هر کدام مثل یک خازن کوچک عمل می‌کنند. برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های پوست انگشت فاصله متفاوتی با سطح سنسور دارند و ظرفیت خازنی هر سلول را کمی تغییر می‌دهند. تراشه سنسور این تغییرات را می‌خواند و یک تصویر از خطوط انگشت می‌سازد.
این نوع سنسور معمولاً در دکمه پشت گوشی، دکمه پاور کناری یا دکمه هوم زیر صفحه دیده می‌شود. چون انگشت باید مستقیم یا با فاصله کم با سطح سنسور تماس داشته باشد، زیر صفحه نمایش ضخیم کار نمی‌کند.
سنسور اثر انگشت نوری و ترکیبی
سنسور نوری زیر صفحه نمایش قرار می‌گیرد. هنگام تشخیص، ناحیه‌ای از صفحه روشن می‌شود، نور از انگشت بازتاب پیدا می‌کند و از میان لایه‌های نمایشگر به یک حسگر تصویری کوچک می‌رسد. حسگر از این نور بازتابی یک تصویر از انگشت می‌سازد.
به همین دلیل سنسور نوری به ویژگی‌های صفحه نمایش، مثل میزان عبور نور و روشنایی، وابسته است. در شماتیک و منوهای تست، این سنسور معمولاً با نام FOD (Fingerprint On Display) شناخته می‌شود. بعضی سازنده‌ها نوع ترکیبی نوری-خازنی هم به کار می‌برند که از هر دو روش برای تشخیص بهتر کمک می‌گیرد؛ در عیب‌یابی، این نوع را هم مثل سنسور نوری به صفحه وابسته بدانید.
سنسور اثر انگشت التراسونیک
سنسور التراسونیک (فراصوت) هم زیر صفحه قرار دارد، اما به جای نور از امواج صوتی بسیار پرفرکانس استفاده می‌کند. امواج به انگشت برخورد می‌کنند و بازتاب آن‌ها از برجستگی‌ها و فرورفتگی‌های پوست متفاوت است. سنسور از این بازتاب‌ها نقشه‌ای از انگشت می‌سازد.
این نوع سنسور به ضخامت و جنس لایه‌های روی خود حساس است. محافظ صفحه نامناسب یا صفحه غیراصل می‌تواند عملکرد آن را مختل کند.
نام‌های رایج مدار اثر انگشت در شماتیک
برای عیب‌یابی سخت‌افزاری، باید اسم خطوط مدار اثر انگشت را در شماتیک بشناسید. اگر با خواندن شماتیک آشنا نیستید، اول راهنمای خواندن شماتیک و بوردویو گوشی را ببینید.
| نام در شماتیک | معنی |
|---|---|
| FP | مخفف Fingerprint؛ پیشوند رایج خطوط و کانکتور اثر انگشت |
| BTP | نامی که در بعضی شماتیک‌ها برای ماژول یا کانکتور اثر انگشت به کار می‌رود |
| FOD | اثر انگشت زیر نمایشگر |
| VDD / AVDD / DVDD / VCC | خطوط تغذیه؛ AVDD معمولاً تغذیه بخش آنالوگ و DVDD تغذیه بخش دیجیتال است |
| GND | زمین مدار |
| SCLK | کلاک ارتباط SPI |
| MOSI | داده از پردازنده به سنسور |
| MISO | داده از سنسور به پردازنده |
| CS | انتخاب تراشه (Chip Select) در ارتباط SPI |
| IRQ | خط وقفه؛ سنسور با آن به پردازنده خبر می‌دهد که انگشت تشخیص داده شده یا داده آماده است |
| RST / SHDN | ریست یا خاموش کردن سنسور توسط پردازنده |
| TEE | محیط اجرای امن در پردازنده که داده اثر انگشت در آن پردازش و نگهداری می‌شود |
نام دقیق خطوط در هر برند و مدل ممکن است کمی فرق کند؛ همیشه مبنا را شماتیک همان مدل بگذارید.
روش عیب‌یابی اثر انگشت گوشی
۱. نوع سنسور را مشخص کنید
اول بدانید گوشی سنسور خازنی دارد، نوری یا التراسونیک. مسیر عیب‌یابی سنسور خازنی بیشتر روی خود ماژول و فلت آن متمرکز است، ولی در سنسورهای زیر صفحه، نمایشگر هم جزو مسیر تشخیص است.
۲. فلت و کانکتور را بازرسی کنید
فلت سنسور را از نظر پارگی، تاخوردگی یا خوردگی بررسی کنید. کانکتور را زیر لوپ یا میکروسکوپ نگاه کنید و مطمئن شوید پین‌ها سالم و تمیزند و کانکتور کامل جا افتاده است. بسیاری از ایرادهای بعد از تعمیر از همین مرحله پیدا می‌شوند.
۳. تغذیه و زمین را با شماتیک مقایسه کنید
با مولتی‌متر، ولتاژ خطوط تغذیه (VDD، AVDD، DVDD یا VCC) را روی کانکتور اندازه بگیرید و با مقدار نوشته‌شده در شماتیک همان مدل مقایسه کنید. اتصال خطوط GND را هم چک کنید. مقدار ولتاژ را فقط از شماتیک بردارید و از حافظه یا مدل دیگر مقایسه نکنید.
۴. خطوط SPI، IRQ و RST را با اسیلوسکوپ بررسی کنید
اگر تغذیه درست است، در حالی که گوشی در مرحله ثبت اثر انگشت (enroll) است، با اسیلوسکوپ خطوط SCLK، MOSI، MISO و CS را بررسی کنید و ببینید فعالیت دارند یا نه. خط IRQ و RST/SHDN را هم نگاه کنید؛ نبودن پالس یا ثابت ماندن یک خط، محدوده ایراد را مشخص می‌کند. این اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد مشکل از سنسور است، از مسیر روی برد یا از سمت پردازنده.
۵. بعد از تعویض صفحه، کالیبراسیون و سازگاری را چک کنید
در سنسورهای زیر صفحه، تعویض نمایشگر می‌تواند باعث از کار افتادن اثر انگشت شود. اول کالیبراسیون را انجام دهید؛ روش آن برای شیائومی را در کالیبره اثر انگشت زیر نمایشگر شیائومی بعد از تعویض LCD آورده‌ایم. اگر کالیبراسیون موفق نشد، سازگاری صفحه با سنسور را بررسی کنید. تفاوت انواع صفحه را در LCD، OLED و تاچ گوشی و نکات تشخیص قطعه را در تشخیص LCD اصلی از تقلبی بخوانید.
۶. مشکلات امنیتی و TEE را از خرابی سخت‌افزاری جدا کنید
در بسیاری از گوشی‌ها، سنسور اثر انگشت با برد اصلی جفت (pair) شده و داده آن در TEE پردازش می‌شود. ایراد در این بخش نرم‌افزاری-امنیتی ممکن است دقیقاً شبیه خرابی سخت‌افزار به نظر برسد: سنسور شناخته نمی‌شود یا ثبت انگشت انجام نمی‌شود، در حالی که تغذیه و خطوط سالم‌اند. در این حالت تعویض سنسور یا قطعات دیگر معمولاً مشکل را حل نمی‌کند.
یک اصل مهم: قطعه را با حدس عوض نکنید
تعویض پشت‌سرهم سنسور، فلت یا صفحه بدون اندازه‌گیری، هم هزینه را بالا می‌برد و هم ممکن است ایراد تازه‌ای درست کند. ترتیب درست همیشه این است: شناسایی نوع سنسور، بازرسی ظاهری، اندازه‌گیری تغذیه و زمین، بررسی سیگنال‌ها و در آخر، بررسی کالیبراسیون و جفت‌بودن قطعه.
سوالات متداول
تفاوت سنسور اثر انگشت خازنی و نوری چیست؟
سنسور خازنی با تغییر ظرفیت سلول‌های ریز در تماس با انگشت کار می‌کند؛ سنسور نوری زیر صفحه قرار دارد و تصویر انگشت را از نور بازتابی می‌سازد.
FOD در شماتیک یعنی چه؟
FOD مخفف Fingerprint On Display و به معنی اثر انگشت زیر نمایشگر است.
سنسور اثر انگشت با چه ارتباطی به پردازنده وصل می‌شود؟
در بسیاری از مدل‌ها با ارتباط SPI (خطوط SCLK، MOSI، MISO و CS) به همراه خط وقفه IRQ و خط ریست.
چرا بعد از تعویض صفحه اثر انگشت کار نمی‌کند؟
در سنسورهای زیر صفحه، کالیبراسیون باید با صفحه جدید انجام شود؛ اگر باز هم کار نکرد، ممکن است صفحه با سنسور سازگار نباشد.
آیا هر مشکل اثر انگشت سخت‌افزاری است؟
خیر. مشکلات جفت‌بودن قطعه یا TEE می‌تواند شبیه خرابی سخت‌افزار باشد؛ قبل از تعویض قطعه، اندازه‌گیری کنید.
در عیب‌یابی گیر کرده‌اید؟
مدل گوشی و نتایج اندازه‌گیری خود را از صفحه تماس با ما برای ما بفرستید.