Co su a ako funguju ciarove kody - 04

27.12.2002 22:38 | blackhole

Dnesna cast je venovana rozdeleniu typov snimacov ciarovych kodov. Takze, prosim, tu ju mate...

Typy snimacov ciarovych kodov

Existuju tri typy snimacov ciarovych kodov.

Prvy typ je kontaktny ceruzkovy snimac. Svetlo zo svetelneho zdroja je zaostrene na spicku snimaca. Pri pohybe snimaca cez symbol ciaroveho kodu sa pomocou fotoclanku snimaju zmeny intenzity odrazeneho svetla. Tieto snimace su lacne a male, ale pri citani musia byt v kontakte so snimanym symbolom ciaroveho kodu. Pokial je symbol na nerovnom povrchu alebo na tazko pristupnom mieste, je uspesne nacitanie symbolu obtiazne. Pre spravne nacitanie ciaroveho kodu je teda potrebne tento rucny snimac prilozit na symbol ciaroveho kodu a pohybovat nim cez celu dlzku symbolu. Nakolko pohyb prevadza rucne operator, neobsahuju tieto snimace ziadne pohyblive casti.

Ceruzkovy snimac obsahuje v jednom puzdre zdroj svetla i svetelny senzor. Svetlo sa zo zdroja vyzaruje cez otvor v spicke snimaca. Tento otvor alebo cocka je chranena prehliadnym krytom. Po prilozeni spicky snimaca na symbol ciaroveho kodu a pri pohybe cez tento symbol sa vyziarene svetlo odraza spat od svetlych medzier medzi ciarami a tmavymi ciarami je naopak absorbovane. Odrazene svetlo postupuje zpat do spicky snimaca a cez tubus dopada na fotoclanok. Fotoclanok prevadza zmeny urovne odrazeneho svetla na zmeny elektrickeho prudu. Elektricky signal je dalej upravovany obvodom, ktory vytvori z analogoveho signalu dvojurovnovy signal digitalny. Tento signal potom zpracuju dekodovacie obvody umiestnene bud v puzdre snimaca, alebo v externom dekoderi.

Vzdialenost medzi spickou snimaca a ciarovym kodom je kriticka. Odrazene svetlo dopada presne na fotoclanok iba z urcitej presnej vzdialenosti. Tato vzdialenost je dana ohniskovou dlzkou snimaca. Velkost otvoru - apertura - urcuje hlbku ostrosti, teda s akou presnostnou je nutne dodrzat tuto vzdialenost. Starsie ceruzkove snimace pouzivaly plastovu spicku, ktora sa pri hrubom zaobchadzani casto odierala. Tym sa jej dlzka skracovala, cim sa snimac \"rozostrieval\". Nove snimace pouzivaju pre znizenie opotrebenia sklenene krystaly v ocelovej spicke. Niektore snimace maju spicku, ktoru je mozne vyskrutkovat a krystal vymenit. Pokial sa spicka poriadne nedotiahne, nebude snimac zaostreny. Moze sa tiez stat, ze symbol ciaroveho kodu je z dovodov ochrany pred poskodenim potiahnuty silnou vrstvou prehliadneho laminatu. Medzera sposobena hrubkou laminatu vsak moze byt prilis velka s ohladom na ohniskovu vzdialenost snimaca.

Apertura snimaca je dana priemerom otvoru, ktorym prechadza odrazene svetlo. Apertura urcuje, aku cast symbolu \"vidi\" fotoclanok. Apertura sa uvadza v tisicinach palca. Tato jednotka sa nazyva \"mil\". Snimac s aperturou 5 mil teda vidi oblast o priemere 5 mil. Tym je dana rozlisovacia schopnost snimaca a tym aj maximalna hodnota symbolu ciaroveho kodu, ktory je mozno uspesne nacitat. Ak je apertura snimaca prilis velka a ciary prilis male, snimac ciaru nerozozna. Napriklad, ak je sirka najtensej ciary symbolu 4 mil a apertura snimaca je 10 mil, 60% apertury uvidi odrazene svetlo od medzier z oboch stran ciary. Na fotoclanok dopadne viacej odrazeneho svetla, nez sa ocakava od ciernej ciary a dekoder nerozpozna tuto ciaru ako ciaru. Naopak, ak je apertura prilis mala s ohladom na rozmery snimaneho ciaroveho kodu, potom drobne chyby tlace, ako su atramentove skvrny alebo vynechavka, mozu byt chybne rozpoznane ako uzke ciary alebo medzery. Apertura teda musi byt dostatocne mala, aby boli rozpoznane uzke ciary, ale zaroven dostatocne velka, aby nedoslo k neziaducemu ovplyvnovaniu drobnymi chybami tlace. Malo by byt pravidlom, ze velkost apertury by mala byt rovnaka, ako je sirka najtensej ciary snimaca symboliky ciaroveho kodu. Tento aspekt je pri volbe snimaca casto prehliadany a byva zdrojom problemov pri citaniu symbolov ciarovych kodov.

Aby bolo mozne dekodovat symbol ciaroveho kodu, musia byt najdene a zmerane sirky a dlzky ciar a medzier. Pokial by bola rychlost pohybu snimaca pri citani konstantna, bolo by mozne merat vzdialenost pomocou hodin, ktore by sa spustili pri najdeni hrany prvej ciary. Nakolko ale ceruzkovym snimacom pohybujeme rucne, rychlost snimania je premenliva. Sirka ciar sa preto urcuje meranim relativneho casu medzi hranami prvkov symbolu (smerom od ciary k medzere alebo od medzery k ciare). Toto obvykle uskutocnuje dekoder porovnanim poctu zmien medzi svetlymi a tmavymi prvkami oproti konstantnim hodinam. Nakolko kazdy dekoder pouziva pre toto porovnanie vlastny software, je povolena tolerancia rychlosti snimania u kazdeho vyrobcu ina.

Zavaznym kriteriom pri volbe snimaca je typ svetelneho zdroja. Vacsina ceruzkovych snimacov pouziva svietive diody (LED). Tieto LED vyzaruju svetlo s vlnovou dlzkou 630 az 720 nm (viditelne svetlo jasne az temne cervene), alebo 720 az 900 nm (infracervene). Snimace pracujuce s viditelnym svetlom mozu citat symboly vytlacene atramentom na bazi uhlika a farbiva. Snimace pracujuce na okraji infracervenej oblasti (820 nm) obvykle citaju spolahlivo iba symboly ciaroveho kodu vytlacene atramentom na bazi uhlika. Snimace s vlnovou dlzkou nad 820 nm by sa mali pouzivat iba pre citanie symbolov vytlacenych atramentom na bazi uhlika. V technickych udajoch snimaca byva uvedena pouzita vlnova dlzka, pred ktorou je pismeno „B“ (napr. B633 znamena vlnovu dlzku svetla 633 nm).

Druhy typ je aktivny bezkontaktny snimac. Bezne typy tychto snimacov pouzivaju laserovy luc, ktory automaticky kmita vpred a vzad cez symbol. Tieto snimace mozu byt stabilne zabudovane, ako to casto vidime v obchodoch, alebo mozu byt rucne. Priemyselne verzie aktivnych bezkontaktnych snimacov casto pracuju so svetelnym lucom zameranym do jedneho miesta, pricom predmet so symbolom ciaroveho kodu sa pohybuje v zornom poli snimaca. Ak je symbol ciaroveho kodu dostatocne velky, laserovy snimac ho precita na vzdialenost az niekolko metrov. Avsak rucne laserove snimace su o nieco drahsie nez ostatne citacky ciarovych kodov. Obsahuju tiez pohyblive opticke casti, ktore mozu byt citlive na hrubu manipulaciu.

Revoluciu v bezkontaktnom citanie ciarovych kodov sposobilo pouzitie plynovych helium-neonovych laserov. Pred nasadenim He-Ne laserov v 70. rokoch bolo mozne snimat na dialku symboly ciarovych kodov, vyrobene z reflexnych materialov, pozostavajucich z tisicov mikroskopickych sklenenych perliciek. To malo za nasledok vysoke naklady na bezkontaktne snimanie a u vacsiny aplikacii bolo neprakticke. V roku 1987 uviedlo na trh niekolko japonskych vyrobcov laserove diody s viditelnym svetlom a snimace s laserovymi diodami coskoro ovladli trh a vytlacili snimace s He-Ne lasermi.

Bezkontaktne laserove snimace najdeme ako v pevne zabudovanych tak i v rucnych snimacoch. Vyzarovany luc moze byt stabilny alebo pohyblivy. Vyhodou laseroveho svetla oproti inym zdrojom svetla je, ze mozu byt sustredene do velmi tenkeho luca. Nakolko sa jedna o koherentne ziarenie (na jedinom kmitocte), luc sa prilis neroztyluje s rastucou vzdialenostou. Priemer luca zostava dostatocne maly pre rozlisenie sirokych a uzkych ciar i pri zmenach vzdialenosti od citaneho symbolu ciaroveho kodu. Tato vlastnost umoznuje laserovym skenerom snimat ciarove kody i zo zakrivenych ploch.

Laserove snimace mozu pracovat s kmitavym alebo stacionarnym lucom. U samocinnych snimacov kmita luc laseroveho svetla vo vodorovnej rovine rychlostou 40 az 800 kmitov za sekundu. Rucne snimace pracuju obvykle v dolnej hranici tohto rozsahu, lebo snimany symbol sa obvykle nepohybuje. Pokial sa symbol nachadza na predmete, ktory sa pohybuje na dopravniku, musi byt rychlost kmitania luca dostatocna, aby bolo mozne symbol precitat skor, ako opusti zorne pole.

Pre velke rychlosti snimania sa javi uzky luc laseroveho skeneru ako suvisla ciara alebo geometricky tvar. U aplikacii, kde nie je dopredu znama orientacia symbolu, pripomina trasa luca cislicu 8 alebo hviezdicu. Tym je zaistene, ze aspon jedno snimanie prebehne cez vsetky ciary a medzery symbolu.

Niektore laserove snimace vyzaruju stacionarny svetelny luc. V tomto pripade je nutny pohyb bud snimaca alebo symbolu, aby luc presiel po celej dlzke symbolu. Tieto snimace sa casto pouzivaju v priemyselnych aplikaciach, napriklad pre citanie ciaroveho kodu na suciastke, ktora sa pohybuje na dopravniku. Nakolko sa symbol pohybuje konstatnou rychlostou a je v definovanej polohe, nie je tu potrebna zlozita optika pre vytvorenie kmitajuceho luca.

Treti typ je pasivni bezkontaktny snimac, ktory pouziva pre konverziu optickeho obrazku symbolu na videosignal fotoelektricky senzor. Toto zariadenie sa oznacuje ako \"skener CCD\", pricom cena je medzi kontaktnymi snimacmi a bezkontaktnymi laserovymi snimacmi. Su robustne a pre uspesne citanie nemusia byt v kontakte s citanym symbolom. Maju ale obmedzenu hlbku ostrosti a musia byt umiestene do vzdialenosti priblizne 10 cm od symbolu.

Aktivne bezkontaktne snimace ciaroveho kodu pouzivaju zdroj svetla a jednoduchy fotoclanok. Potrebny pohyb luca cez symbol vytvara operator pohybom snimaca, alebo vznikne relativnym pohybom symbolu voci pevnemu snimacu, alebo pohyb luca zaisti optika snimaca. Oproti tomu pasivne bezkontaktne snimace pracuju ako videokamera. Etiketa s ciarovym kodom sa osvetli fotografickym bleskom alebo inym svetelnym zdrojom. Obraz ciaroveho kodu sa zaostri na pole fotoclanku. Obraz tmavych ciar symbolu dopadne na niektore z tychto fotoclankov, svetle medzery sa zobrazia na inych fotoclankoch. Pole CCD je ovladane elektrickymi signalmi a postupne sa precita hodnota osvetlenia z kazdeho fotoclanku. Tieto sekvencne hodnoty su obdobou premenliveho napatia, ktore ziskame, ked u aktivneho snimaca prebieha luc cez symbol ciaroveho kodu. Signal z pola CCD je mozne spracovat a dekodovat rovnakym sposobom, ako signal z aktivneho snimaca.

Tieto systemy pouzivaju pre zvacsenie hlbky ostrosti fotograficke blesky alebo pole LED s vysokou svietivostou. Vo fotografii plati, ze cim je jasnejsia scena, tym mensi clonovy otvor (aperturu) mozeme pouzit pre spravnu expoziciu. Sucasne plati, ze cim je apertura mensia, tym je vacsia hlbka sceny, ktora sa zobrazi ostro. Pri pouziti jasneho svetla dosahuju pasivne bezkontaktne snimace hlbku ostrosti radovo decimetre.

Zorne pole pasivneho bezkontaktneho snimaca je obmedzene. Znamena to, ze nie je mozne citat dlho ciarove kody. Rozlisitelnost, hustota symbolu, ktory je mozne citat, je obmedzena poctom fotoclankov v poli CCD.

Tieto snimace su dostupne v pevnom i rucnom prevedeni. S ohladom na obmedzene zorne pole pracuju najlepsie s ciarovymi kodmi pevnej dlzky, napriklad UPC verzie A. Kvoli malej hlbke ostrosti musia byt pasivne bezkontaktne snimace umiestnene v tesnej blizkosti snimaneho symbolu. Oproti kontaktnym snimacom maju bezkontaktne pasivne snimace vyhodu v tom, ze mozu nacitat cely symbol bez toho, aby sa musel snimac pohybovat. Rucne snimace CCD pracuju rychlostou 3 az 5 snimkov za sekundu, pevne pasivne bezkontaktne snimace pracuju rychlostou 7 az 10 snimkov za sekundu. Hlavna vyhoda oproti aktivnym bezkontaktnym snimacom s pohyblivym lucom spociva v ich nizsej cene. Touto sa snimace s polom CCD radia medzi kontaktne ceruzkove snimace a aktivne laserove bezkontaktne snimace.

Note: Nasledujuca, zaverecna cast serialu, bude venovana slubenemu malemu slovniku pojmov tykajucich sa ciarovych kodov.ddaemon