Lecteurs de codes-barres

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1 Types de lecteurs de Les lecteurs de code-barres sont classés en deux catégories en fonction de la nature du capteur : les lecteurs laser et les lecteurs à CCD. Lecteurs laser Poste fixe pour automatisation de chaîne de production (lecture automatique, large plage de lecture) Ligne de convoyage Installations de production Poste fixe pour supermarchés (lecture possible sous de nombreux angles, onéreux) Supermarchés Principe de lecture Lecteurs laser 3 4 Faisceau laser 1. Miroir polygonal 2. Diode photoélectrique Miroir Signal analogique Conversion A/N Signal numérique Type douchette, portatif (pratique, lecture possible à grande distance) Entrepôts 5 Barres étroites et barres larges Espaces étroits et espaces larges Distinction 612 Lecteurs à CCD Type poste fixe (lecture automatique, faible encombrement, peu onéreux, distance de lecture limitée) Equipements pour analyses de sang Lecteur de numéro de siège Changeur automatique de cassette vidéo Type portatif, balayage après contact (pratique, peu onéreux, lecture après contact) Petites surfaces Installations de fabrication Avantages et inconvénients Avantages Inconvénients Lecteurs laser Lecture à grande distance Grande plage de lecture Utilisable pour des objets en mouvement Possibilité d entrelassement Onéreux Lecteurs à CCD Compact Peu onéreux Durée de vie importante en raison de l absence de moteur Plage de lecture limitée Ne convient pas pour les objets en mouvement Décodeur Interface Sortie 1. Le faisceau laser émis par la diode laser est réfléchi par le miroir polygonal en rotation et balaie le code-barre. 2. La lumière réfléchie est captée par l élément récepteur (Diode photoélectrique). 3. La forme de l onde du faisceau lumineux réfléchie est représentée dans l illustration ci-dessus sous forme de signal analogique. 4. L onde subit une conversion A/N (analogique/ numérique) afin de pouvoir délimiter clairement les deux types de zones (espace et barre). 5. La largeur de chaque barre et de chaque espace est déterminée à partir du signal numérique. 6. Ces données sont décodées. La série de barres et d espaces est lue conformément aux normes des codebarres, puis les données sont envoyées en sortie par un connecteur RS-232C. Laser à CCD Lentille Miroir réfléchissant 1. LED rouge 2. Capteur d image à CCD 3. Capteur d image à CCD 1. La lumière de la diode électroluminescente (LED) vient éclairer toute la surface du code-barre. 2. Le capteur d image à CCD capte la réflexion directe sous forme d image. [Note] Le CCD est conçu pour recevoir une réflexion directe, c est aussi le cas du capteur laser. 3. Le code-barre est lu à partir des données fournies par l image.

2 Detection configuration and features 2. Balayage monoligne et balayage multiligne Les lecteurs de code-barres sont classés en deux catégories selon la méthode de balayage utilisée : le balayage monoligne ou le balayage multiligne (balayage par trame). 1. Différences entre balayage monoligne et balayage multiligne Le balayage monoligne utilise une seule ligne de balayage qui traverse la zone concernée (cf. illustration ci-dessous). Le balayage multiligne utilise au contraire plusieurs lignes de balayage. Le balayage multiligne est préférable pour la lecture de code-barres dont la qualité d im est médiocre. En effet, même la présence de défauts sur le codebarre n empêche pas la lecture juste de celui-ci dans sa totalité. Balayage monoligne 3. Code-barres 1. Types de code-barres Balayage multiligne * La série BL-500 travaille sur 10 lignes de balayage. Il existe près d une centaine de symboles pouvant composer un code-barre. Les symboles suivants, classés en systèmes de code, sont très largement utilisés. Symbole UPC/EAN/JAN 2. Choix d un type de balayage Le choix entre le balayage monoligne et le balayage multiligne dépend soit de l orientation de l étiquette code-barre, soit du fait que le code-barre se trouve sur une cible fixe en mouvement. Barres verticales (orientation barrière ) Barres horizontales (orientation échelle ) Barres verticales (orientation barrière ) Le balayage multiligne est conseillé, que la cible soit ou non en mouvement. Ce balayage accroît en effet la fiabilité de la lecture. Barres horizontales (orientation échelle ) Le balayage de trames est le type recommandé lorsque les objets à code-barres s arrêtent pendant la lecture. Cependant, si les objets se déplacent, le balayage simple est préférable. Le laser effectue un balayage vertical des pendant le, le balayage simple donne donc les mêmes résultats que le balayage de trames. ITF C ODE39 CODABAR (NW-7) 613 Type de caractère Chiffres uniquement (0 à 9) Chiffres uniquement (0 à 9) Chiffres (0 à 9), symboles (-, espace, $, /, +, %,.), alphabet (A à Z), caractère de départ/d arrêt (*) Caractéristiques Exemples d application * C O D E 3 9 * A A Utilisation standard dans le domaine de la distribution. Code commun à 60 pays. Utilisation standard dans la Environ 90% des besoins distribution. quotidiens en matière de Code barre utilisé pour la codage sont couverts par ce code. programmation des Code utilisé dans les industries magnétoscopes. de l habillement et de l édition. Ce code barre est de taille plus Le code alphanumérique permet réduite comparé à d autres codes la représentation d informations aussi utilisés pour les chiffres. variées. Largement utilisé dans les domaines techniques. MIL (norme militaire) AIAG (Automobile Industries Action Group) EIA (Electric Industries Association) OTAN (Organisation du Traité de l Atlantique Nord) Chiffres (0 à 9), codes (-, $, :, /, +,.), caractère de départ/d arrêt (A, B, C, D) Possibilité de représentation de ce code. Banques du sang DPE Bibliothèques Transports postaux TOYOTA UPC : Universal Product Code (code universel de produit) EAN : European Article Number (numérotation européenne des articles) JAN : Japan Article Number (numérotation japonaise des articles) ITF : Interleaved Two of Five (entrelacement deux sur cinq) 613

3 Composition of barcode Zone de silence Caractère de départ Largeur de l étiquette Symbole de code-barre a a Données (message) Chiffre de contrôle (clé) Zone de silence Hauteur du code-barre Caractère d arrêt Zones de silence Il s agit des zones non imprimées placées directement avant et après le symbole de code-barre. Si la largeur de ces zones est insuffisante, la lecture du code est impossible. La largeur de ces zones de silence doit être d au moins 10 fois la largeur de la barre la plus étroite ou faire plus de 2,5 mm. Caractères de départ et d arrêt Il s agit d une série de barres et d espaces qui fournissent au lecteur des instructions de début et de fin de lecture. CODE39 utilise le caractère *. CODABAR utilise les caractères A, B, C et D ; ceci n est toutefois pas le cas pour UPC/EAN et ITF. Chiffre de contrôle (clé) Ce chiffre permet de s assurer, par une opération mathématique, que la valeur lue est correcte. Il suit immédiatement les données du code-barre. Largeur de l étiquette Elle correspond à la largeur totale de l étiquette, en tenant compte des zones de silence. La lecture du code-barre est impossible si les zones de silence se trouvent hors de la plage de lecture. Hauteur du code-barre Le code-barre doit avoir une hauteur d au moins 2 mm dans le cas où la lecture s opère par balayage monoligne et d au moins 5 mm pour le balayage multiligne. 3. Largeur des barres et des espaces Un code-barre est composé de barres et d espaces de largeurs différentes. Ces barres et espaces portent les appellations suivantes : WB WS NB NS NB : Barre étroite (narrow bar) WB : Barre large (wide bar) NS : Espace étroit (narrow space) WS : Espace large (wide space) [Note] La largeur de la barre large est déterminée proportionnellement à celle de la barre étroite. Les proportions standards sont les suivantes : NB : WB = NS : WS = 1 : 2 à 1 : 3 (en règle générale, NB : NS = 1 : 2,5) La largeur de la barre étroite est appelée largeur de barre étroite. La largeur de barre étroite est utilisée comme norme de spécification des lecteurs de codebarres. Remarques Si la largeur de barre étroite est faible : La surface d im est relativement faible et permet cependant d inclure une quantité d informations importante ; autrement dit, une largeur donnée peut contenir un plus grand nombre de signes. La largeur de balayage devient étroite (la plage de lecture diminue). Les imprimantes de code-barres doivent présenter une qualité d im élevée (imprimante laser ou imprimante à transfert thermique). Si la largeur de barre étroite est importante : La surface d im doit être plus grande, même si la quantité d informations reste faible. La largeur de balayage devient étroite (la plage de lecture augmente). Il n est pas nécessaire d avoir une qualité d im élevée (imprimante matricielle ou imprimante à jet d encre). 4. Imprimante et qualité d im La largeur de la barre étroite dépend de l imprimante utilisée. [Note] Il s agit ici de données standards qui ne tiennent pas compte des cas particuliers. Imprimante laser Imprimante à transfert thermique Imprimante matricielle Largeur de la Imprimante à barre étroite jet d encre 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 (mm) 614

4 Utilisation experte des 1. Angle de montage Figure A Inclinez le lecteur de codes à barres. Environ 15 Réflexion diffuse de la lumière Figure B Réflexion régulière de la lumière Comme l indique la Figure A : Inclinez le lecteur de d environ 15. Positionnez le lecteur de de sorte qu il reçoive la lumière laser incidente en diagonale. S il est installé perpendiculairement à la cible, le lecteur reçoit une réflexion très intense (réflexion régulière de la lumière) qui excède le niveau de réception du lecteur et empêche la lecture correcte des. 2. Interférences de la lumière ambiante Capteur photoélectrique Attention! Risque d interférence. Capteur photoélectrique La lumière d un capteur photoélectrique de synchronisation monté trop près du lecteur de codesbarres peut gêner le lecteur. Montez les capteurs de telle sorte que la zone de réception lumineuse du lecteur de ne reçoive aucune lumière photoélectrique transmise ou réfléchie provenant du capteur. 3. Codes-barres et influences extérieures nécessitant une attention particulière Codes-barres imprimés sur surface métallique ou fond brillant : Presqu aucune réflexion diffuse n est générée en raison de la réflexion spéculaire. laminés à brillance élevée ont des problèmes de réflexion spéculaire. Une réflexion spéculaire se produit lorsqu une telle surface brillante reflète la lumière laser et empêche une lecture correcte. Dans ce cas, choisissez soigneusement l angle de montage du lecteur. Évitez au maximum d avoir à utiliser ces types de afin d éviter les lectures instables. Laser balayant une surface métallique exposée : Surface métallique Comme le montre la figure ci-dessus, lorsque la lumière laser balaye une surface métallique exposée, la surface reflète la lumière laser et provoque une réflexion spéculaire. La zone de réception lumineuse reçoit cette réflexion spéculaire, qui est identique à la réflexion directe. La lecture peut devenir instable. Couvrez la surface métallique exposée à la source du reflet ou appliquez une peinture noire matifiante sur la surface métallique. Basics knowledge Chapter 1 Basics of Bar Code 3 Chapter 2 EAN 9 Chapter 3 ITF and Standard Distribution Code 23 Chapter 4 CODE 39 and Codabar 33 Chapter 5 CODE 128 and EAN Appendix 1 Bar Code Length List 54 Appendix 2 Check Digit Calculation 59 Practical skills Chapter 1 Techniques and Correct Usage of Bar Code Reader 3 1. Stationary-type Laser Bar Code Reader 4 2. Stationary-type CCD Bar Code Reader 12 Chapter 2 Bar Code Printer and Bar Code Label Bar Code Printing Methods Details of Thermal Printers Bar Code Verifier 31 Appendices 33 A. Check Points When a Bar Code Cannot Be Read 34 B. Single Scan and Raster Scan 37 C. Skew, Pitch and Tilt 38 D. Concept of Maximum Allowable Line Speed 39 Guides des * Nous proposons des guides de base à nos clients désireux d acheter du matériel pour. Lisez ces guides pour avoir un aperçu des principes fondamentaux des. Les imprimés sur des surfaces métalliques, des fonds brillants ou les codes 615

5 Distance de lecture (plage de lecture) La plage de lecture est fonction de la largeur de barre étroite (la largeur de la barre la plus étroite d un codebarre) et du contraste entre la couleur des barres et celle des espaces (PCS). 1. Différence entre plage de lecture et largeur de barre étroite Le graphique ci-dessous donne les caractéristiques de la plage de lecture du BL-500 tel qu il est décrit dans le catalogue. Largeur lisible d une étiquette (mm) D: 194 C: 178 B: 142 A: 134 Comme on peut le constater, le diamètre du spot croît de part et d autre d un certain point. Le point au niveau duquel le diamètre du spot atteint sa valeur minimum est appelé distance focale (120 mm dans le cas du BL-500). Plus le diamètre du spot est petit, plus la largeur de barre étroite lisible est petite. Lorsque le code-barre s éloigne de la distance focale, le codebarre de la petite largeur de barre étroite devient alors illisible car le diamètre du spot est devenu trop grand. La plage de lecture est par conséquent déterminée par la largeur de la barre étroite. Ceci explique pourquoi la plage de lecture est large lorsque la largeur de barre étroite est large également, et pourquoi la plage de lecture est petite lorsque la largeur de barre étroite est faible, le code-barre étant positionné au niveau de la distance focale. (Conditions de mesure) Utilisation du code-barre standard de KEYENCE. Obliquité : -15 Inclinaison vers l avant : 0 Inclinaison latérale : 0 BL-500 A: 80 à 165 B: 80 à 175 C: 80 à 220 D: 80 à 240 Largeur de barre étroite A: 0,25 mm B: 0,33 mm C: 0,5 mm D: 1,0 mm Distance de lecture (mm) Le graphique montre que la plage de lecture varie en fonction de la largeur de la barre étroite. La plage de lecture dépend de la taille du faisceau laser captant le code-barre, c est-à-dire du diamètre du spot. L illustration ci-dessous montre la relation existant entre la distance par rapport au lecteur de code-barre et le diamètre du spot. Distance focale Lisible Illisible 2. Lisibilité dépendante du contraste entre la couleur des barres et celle des espaces (PCS) Les lecteurs de utilisent le contraste entre la lumière réfléchie par les barres noires et celle réfléchie par les espaces intermédiaires pour lire les codes. Plus le contraste est élevé, meilleure est la lisibilité, et inversement. Le contraste est exprimé par la valeur de PCS (Print Contrast Signal) qui est fournie par la formule suivante : Coefficient de réflexion de l espace (barre blanche) Coefficient de réflexion de la barre (barre noire) PCS = Coefficient de réflexion de l espace (barre blanche) Si d une part l espace est complètement blanc et possède un degré de réflexion proche de 100%, et si d autre part la barre est complètement noire et a un degré de réflexion proche de 0%, le PCS a alors une valeur de 1. Plus le signal de contraste (PCS) s approche de 1, plus la lisibilité augmente. Les objets à faible contraste tels que le carton ondulé ont un PCS faible qui se traduit par une plage de lecture plus étroite. Pour élargir la plage de lecture (profondeur de champ) : Utilisez une plus grande largeur de barre étroite. La plage de lecture augmente avec la largeur de barre étroite. Choisissez des couleurs à contraste élevé pour les couleurs des barres et des espaces. Le bleu foncé et le blanc augmentent par exemple la valeur du signal de contraste (PCS). N utilisez pas de barres rouges sur un fond blanc, car le rouge et le blanc reflètent la même quantité de lumière laser rouge et le PCS avoisine zéro. 616

6 3. Lisibilité dépendante de la couleur des barres Le lecteur de code-barre laser utilise un laser à semiconducteur en lumière visible (longueur d onde de 670 nm). Le graphique ci-dessous indique les coefficients de réflexion par rapport à la longueur d onde de chaque source de lumière, en fonction de la couleur de l objet. Dans le cas du laser à semiconducteur en lumière visible (longueur d onde de 670 nm), le coefficient de réflexion est bas pour le violet, le bleu et le vert, mais il est élevé pour le jaune, l orange et le rouge. Coefficient de réflexion % Coefficient de réflexion % Violet Laser à semi-conducteur en lumière visible (670 nm) Bleu Vert Longueur d onde : nm Jaune Orange Rouge La réflectivité étant importante pour le rouge, le jaune et l orange, ces couleurs sont reconnues comme étant blanches (espaces). Le bleu, le vert et le violet ayant une faible réflectivité, ces couleurs sont reconnues comme étant noires (barre). Barre bleue sur étiquette blanche Barre noire sur étiquette rouge Barre violette sur étiquette jaune Barre rouge sur étiquette blanche Barre noire sur étiquette bleue Lisible Illisible Le violet-rouge et le violet pâle présentent des coefficients de réflexion faibles et sont donc difficiles à lire. * Il est conseillé d utiliser des barres noires et des espaces blancs afin d assurer une lecture fiable. * Il est également possible d utiliser pour les barres les couleurs suivantes : le bleu marine foncé, le bleu foncé et le vert foncé Longueur d onde : nm Coefficient de transmission % 100 Laser à semi-conducteur 670 nm Laser He-Ne 632,8 nm 720 nm Lumière au tungstène 50 LED rouge 660 nm LED infrarouge 950 nm Longueur d onde : nm 6. Lecture et vitesse maximum de la cible Il est évident que le code-barre doit être «visible» aussi longtemps que dure le balayage du faisceau laser. Toutefois, le code-barre peut se déplacer en cours de lecture. La vitesse maximale de la cible est par conséquent égale à la distance parcourue, divisée par la durée du balayage. Quels facteurs faut-il connaître pour déterminer la vitesse maximum de la cible? Taille de l étiquette Longeur de l étiquette (longueur et hauteur) * La longueur de l étiquette comprenant des zones de silence. Orientation de l étiquette (barres verticales ou barres horizontales) Barres verticales Barres horizontales * * Hauteur de l étiquette 1. Cas de figure 1 : barres verticales * Dans le cas de barres verticales, la distance pouvant être parcourue (course possible) est égale à la largeur du balayage moins la largeur de l étiquette. BL-500/501 (type laser) Largeur du balayage Largeur de l étiquette Course possible = (106 mm) - (Largeur de l étiquette) (pour une plage de lecture de 120 mm) Temps de balayage = 6 ms (lorsque le chiffre de contrôle exact est obtenu deux fois) Le BL-500/501 peut effectuer 500 balayages par seconde, la durée d un balayage étant de 2 ms. Trois balayages au moins sont nécessaires pour obtenir deux fois le chiffre de contrôle correct. La durée de balayage est donc de : 2 ms x 3 = 6 ms. (100 mm) (Largeur de l étiquette) Vitesse maximum de la cible = 6 ms (m/s) 617

7 618 La vitesse obtenue ci-dessus reste une valeur théorique et il est conseillé de se ménager une marge de. Pour cela, prendre cette valeur et la diviser par deux, ceci permettant de tenir compte de facteurs tels qu une mauvaise qualité de cible ou une définition médiocre. Exemple : Si on suppose que la largeur de l étiquette est de 50 mm, 100 mm - 50 mm 6 ms = 8 m/s La vitesse réelle sera alors de : 8 m/s x 0,5 = 4 m/s Remarques Si la plage de lecture augmente, la largeur de balayage augmente également, le lecteur de codebarres peut alors accepter un accroissement de la vitesse de la cible. BL-500/501 : 194 mm (pour une plage de lecture de 220 mm) 2. Cas de figure 2 : barres horizontales Dans le cas de barres horizontales, la distance pouvant être parcourue (course possible) est égale à la largeur de l étiquette. BL-500/501 : BL-180/185 : Hauteur de l étiquette 6 ms Hauteur de l étiquette 6 ms Hauteur de l étiquette Remarques Le temps de balayage indiqué ci-dessus constitue la vitesse de maximum. Si la qualité du code-barre s altère, la lecture de celui-ci peut devenir impossible dans le temps imparti défini ci-dessus. (peu importe dans ce cas s il s agit de barres verticales ou horizontales) Il s agit là de la largeur de balayage maximale. Il est conseillé d effectuer des essais «grandeur nature» sur des code-barres réels car les résultats dépendent en partie de la qualité d im. Le temps minimum nécessaire afin de pouvoir effectuer une lecture fiable correspond à : BL-500/501 = Environ 20 ms BL-180/185 = Environ 20 ms BL-180/185 (type à CCD) Il est difficile de calculer la vitesse maximale de cible pouvant être acceptée par un lecteur laser à CCD. Il est nécessaire d effectuer des essais sur les étiquettes. Les données de ces tests vous sont fournies à titre de référence. Dans le cas de la norme à neuf chiffres CODE39 (*KEYENCE*) pour laquelle la barre la plus étroite est de 0,25 mm et la largeur de l étiquette de 35 mm, la vitesse maximale de de cible est de 80 m/min. 618