Kako pravzaprav čitalniki črtnih kod delujejo?

26.02.2020

Označevanje s črtno kodo in strojni zajem njihove vsebine je v svetu že tako prisotno, da se z njim vsakodnevno srečujemo na zelo veliko različnih področjih in ki brez uporabe te tehnologije ne bi mogla delovati na sedanjem nivoju. S pomočjo uporabe črtnih kod optimiziramo delo v različnih maloprodajnih trgovinah, knjižnicah, proizvodnji, logistiki, zdravstvu, knjižnicah, osebni identifikaciji... 

Strojni zajem vsebine črtnih kod izvajamo s posebnimi čitalniki in tukaj bomo na kratko pogledali, kako tak zajem podatkov črtne kode deluje ter kakšne tehnologije so pri tem uporabljene. Najpogosteje čitalniki črtnih kod, ki jih včasih imenujemo skenerji, delujejo tako, da črtno kodo osvetlijo, z vgrajenim svetlobnim tipalom pa od črtne kode odbito svetlobo pretvorijo v električni signal. Ker imamo v črtni kodi svetla in temna področja, je odboj svetlobe od teh področij različen, svetlobno tipalo pa temu ustrezno generira nekakšno elektronsko sliko črtne kode. V čitalnik vgrajen dekoder črtnih kod potem iz te slike po določenih pravilih izlušči podatkovno vsebino zapisa v črtni kodi.

Izumitelji so si črtne kode zamislili tako, da so bile sestavljene iz vzporednih črtic in presledkov med njimi, pri čemer so širine obojih različne. Te širine se kombinira po posebnih pravilih, ki so standardizirana, posamezne kombinacije pa predstavljajo neke karakterje. Pri tako zamišljenih črtnih kodah, ki so še vedno aktualne, zapis vsebine poteka v eni smeri oziroma dimenziji (od prve do zadnje črtice v zapisu), zaradi česar jih imenujemo tudi enodimenzionalne ali linearne črtne kode. Kasneje so se predvsem zaradi potrebe po zapisu na manjšem prostoru ali z več podatki pojavile še črtne kode, pri katerih poteka zapis v dveh smereh. Pri teh za zapis niso uporabljene vzporedne črtice, temveč so zgrajene iz majhnih kvadratkov, krogcev ali podobnih grafičnih elementov, ki jih v različnih kombinacijah nizamo v dveh dimenzijah. Takšne zapise imenujemo dvodimenzionalne (2D) ali matrične črtne kode, čeprav pri njih dejansko ne gre več za črtne kode, temveč za neko nadgradnjo le-teh.

Ker uporabljamo dve vrsti črtnih kod, tudi za čitanje uporabljamo dve vrsti čitalnikov: enodimenzionalne oziroma linearne in dvodimenzionalne oziroma matrične. Prvi so nekoliko bolj enostavni in namenjeni le za čitanje 1D črtnih kod, drugi pa so tehnološko nekoliko bolj zahtevni in omogočajo čitanje obeh vrst kod. Ker so 2D čitalniki zaradi vgrajene tehnologije nekoliko dražji, se za čitanje le linearnih črtnih kod še vedno lahko odločimo za uporabo cenejših 1D čitalnikov.

1. Linearni čitalniki črtnih kod

1.1. Čitalniki z LED izvorom svetlobe

Pri tej vrsti čitalnikov črtno kodo v celoti osvetlimo s svetlobo v čitalnik vgrajenih LED diod. Svetla polja večino svetlobe odbijejo, temna pa večino svetlobe vpijejo. Tisti del svetlobe, ki se odbije proti čitalniku, zberemo z vanj vgrajeno optiko in usmerimo na linearno svetlobno tipalo. Število svetlobnih pik tega tipala sicer ni veliko, je pa zadostno, da z njim dobimo verno elektronsko sliko osvetljene črtne kode. S pomočjo te slike potem dekoder razbere vsebino zapisa v kodi (slika 1). Tako pridobljene podatke potem čitalnik preko nekega vmesnika pošlje na željeni računalnik ali podobno napravo, na primer v neko vnosno polje.

Slika 1 

Dobra stran teh čitalnikov je, da nimajo vgrajenih gibljivih mehanskih podsestavov, kar jim pri uporabi zagotavlja večjo odpornost na mehanske obremenitve. Prepoznamo jih po tem, da pri branju črtno kodo osvetljujejo z razmeroma razpršeno svetlobo. Enega izmed predstavnikov te tehnologije si lahko ogledate tukaj.

1.2. Čitalniki z laserskim izvorom svetlobe

 

Pri teh čitalnikih osvetljujemo črtno kodo z ozkim laserskim žarkom, pri čemer ne osvetli celotne črtne kode naenkrat, temveč se žarek s pomočjo nihajočega zrcala z veliko hitrostjo premika (slika 2) od enega konca črtne kode do drugega. Proti čitalniku odbita svetloba se preko vgrajene optike zopet usmeri na svetlobno tipalo, ki ga tokrat predstavlja enostaven fotodetektor z le enim elementom. Elektronski signal iz tega detektorja zopet vodimo na dekoder, ki dekodira vsebino zapisa v črtni kodi, te podatke pa naprej na željeno mesto.

Te vrste čitalnikov prepoznamo po tanki svetlobni črti, s katero pri čitanju osvetljujemo črtno kodo. Dejansko sicer laserski žarek kot majhna svetlobna pika potuje med skrajnima točkama črte, vendar imamo zaradi velike hitrosti pomikanja vtis, kot da gre za stalno osvetlitev. Dobra lastnost teh čitalnikov je, da jih lahko bolj natančno usmerimo proti črtni kodi, ki jo želimo prebrati in da z njimi lažje dosežemo večje razdalje čitanja. Enega izmed predstavnikov te tehnologije si lahko pogledate tukaj.

 

Slika 2 

Kot smo že omenili, sta obe zgoraj opisani vrsti čitalnikov zmožni dekodirati le linearne oziroma 1D črtne kode - več o simbologijah si lahko preberete tukaj.

2. Dvodimenzionalni čitalniki

Pri teh čitalnikih 1D ali 2D črtne kode osvetlimo z LED diodami, vgrajena digitalna kamera pa s svojim dvodimenzionalnim svetlobnim tipalom zajame celotno sliko osvetljenega področja. Tega nato analizira, določi lokacijo in vrsto črtne kode ter dekodira njeno vsebino. Te naprave so zelo zmogljive in lahko dekodirajo več črtnih kod naenkrat. Prav tako je vseeno, kako je črtna koda obrnjena, saj je za programsko opremo v čitalniku vseeno, ker jo vedno pred dekodiranjem poravna (slika 3). Enega izmed predstavnikov si lahko ogledate tukaj.

Slika 3 

Posebne izvedbe čitalnikov s kamero omogočajo branje črtnih kod, ki so z lasersko ali iglično tehnologijo aplicirane direktno na proizvode - DPM (direct part marking). Pri takem označevanju je kontrast črtnih kod slab ali ga sploh ni, zato imajo taki čitalniki osvetljevanje oznak z LED diodami izvedeno na poseben način. Sence, ki nastanejo ob takšni osvetlitvi, nadomestijo kontrast, kakršnega imamo pri običajnih črtnih kodah. 

 

Zaradi različnih črtnih kod in različnih delovnih procesov je treba za delo izbrati takšne čitalnike črtnih kod, ki so optimalno prilagojeni specifičnim zahtevam. Za pravo izbiro vas vabimo, da se nam javite in skupaj bomo našli ustrezne rešitve.