Leitor capacitivo
Assim como os leitores óticos, leitores capacitivos de impressões digitais geram uma imagem dos sulcos e vales que formam as impressões digitais. Mas ao invés de captar a digital utilizando a luz, os capacitores utilizam a corrente elétrica. O diagrama abaixo mostra um sensor capacitivo simples, composto de um ou mais circuitos semicondutores que contêm um grupo de minúsculas células, menores que a largura de um sulco do dedo. Cada célula inclui duas placas condutoras, cobertas com uma camada isolante.
O sensor é conectado a um integrador, circuito elétrico construído ao redor de um amplificador operacional inversor, que é um dispositivo de semicondutores complexo, composto de grande número de transistores, resistores e capacitores. Só os detalhes de sua operação exigiriam um artigo inteiro, mas podemos ter aqui uma idéia geral do que ele faz no leitor capacitivo.
Como todo amplificador, o inversor altera uma corrente baseada nas flutuações de outra corrente (veja Como funcionam os amplificadores para mais informações). Especificamente, o amplificador inversor altera uma tensão de alimentação, baseada na tensão relativa de duas entradas, chamadas de terminal inversor e terminal não-inversor. Neste caso, o terminal não-inversor é aterrado e o terminal inversor é conectado a uma fonte de tensão referencial e a um ciclo de realimentação. O ciclo de realimentação, que é conectado também à saída do amplificador, compreende duas placas condutoras.
Como você deve ter percebido, as duas placas condutoras formam um capacitor básico, componente elétrico que pode armazenar carga (veja Como funcionam os capacitores para mais detalhes). A superfície do dedo age como uma terceira placa do capacitor, separada pelas camadas isolantes na estrutura da célula e, no caso dos vales da impressão digital, por uma bolsa de ar. Variando a distância entre as placas do capacitor (movendo o dedo para mais perto ou mais longe das placas condutoras), muda a capacitância total (habilidade de armazenamento de carga) do capacitor. Devido a essa característica, o capacitor, em uma célula sob um sulco, terá uma capacitância maior do que o capacitor em uma célula sob um vale.
Para fazer a leitura de um dedo, o processador inicialmente fecha o botão de reiniciar de cada célula, o que encurta a entrada e saída de cada amplificador para balancear o circuito integrador. Quando o botão é reaberto e o processador aplica uma carga fixa ao circuito integrador, os capacitores são carregados. A capacitância do ciclo de realimentação afeta sua tensão na entrada do amplificador, o que afeta também sua saída. Como a distância até o dedo altera a capacitância, um sulco do dedo resultará numa tensão diferente de um vale.
O processador do leitor lê esta saída de tensão e determina se é característica de um vale ou um sulco. Através da leitura de cada célula do sensor, o processador pode montar uma imagem da impressão digital, semelhante à imagem capturada pelo leitor ótico. A principal vantagem de um leitor de capacitância é que ele exige uma impressão digital, ao contrário do padrão claro/escuro, que gera uma impressão visual das impressões digitais. Isto torna o sistema mais difícil de ser enganado. Além disso, como é utilizado um semicondutor ao invés de uma unidade CCD, os leitores capacitivos tendem a ser mais compactos que os dispositivos óticos. Click na imagem para ampliá-la.
Fonte: HowStuffWorks
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