เนื้อหาวันที่ : 2006-08-22 13:38:19 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 6830 views

มารู้จักเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ดกันดีกว่า

เมื่อโรงงานอุตสาหกรรมมีการผลิตสินค้าออกมาจำนวนมาก จำเป็นต้องการหาเครื่องมือช่วยในการอ่านข้อมูลจำเพาะของตัวสินค้าให้มีความรวดเร็ว แม่นยำ และเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป จากเดิมนั้นสินค้าที่ผลิตออกมา เราใช้การเขียนตัวหนังสือ หรือโค้ดตัวอักษรต่าง ๆ ด้วยมือ หรือพิมพ์ลงบนสติกเกอร์ เพื่อนำมาติดที่สินค้า เป็นวิธีที่สะดวกเข้าใจง่าย แต่ไม่แม่นยำ ไม่เป็นมาตรฐานสากล

เมื่อโรงงานอุตสาหกรรมมีการผลิตสินค้าออกมาจำนวนมาก จำเป็นต้องการหาเครื่องมือช่วยในการอ่านข้อมูลจำเพาะของตัวสินค้าให้มีความรวดเร็ว แม่นยำ และเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป จากเดิมนั้นสินค้าที่ผลิตออกมา เราใช้การเขียนตัวหนังสือ หรือโค้ดตัวอักษรต่าง ๆ ด้วยมือ หรือพิมพ์ลงบนสติกเกอร์ เพื่อนำมาติดที่สินค้า เป็นวิธีที่สะดวกเข้าใจง่าย แต่ไม่แม่นยำ รวดเร็ว และไม่เป็นมาตรฐานสากล ในปัจจุบันจึงมีการกำหนดสัญลักษณ์บาร์โค้ด(Bar code) ขึ้นมาใช้ติดที่ฉลาก หรือด้านข้างของสินค้านั้น ๆ แทนวิธีดังกล่าวมากขึ้น

 

ในที่นี้ผู้เขียนจะพาท่านมารู้จักเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ด ซึ่งส่วนใหญ่แล้วแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ แบบ Laser กับ แบบ CCD สำหรับแบบ Laser จะใช้อ่านบาร์โค้ดที่ติดในสายการผลิต, ซุปเปอร์มาร์เก็ต และคลังสินค้า ส่วนแบบ CCD จะใช้อ่านบาร์โค้ดที่ติดชิ้นงานที่มีขนาดเล็ก เช่น หลอดทดลองให้ห้อง LAB หรือระยะห่างของชิ้นงานกับตัวอ่านห่างกันไม่ไกล ซึ่งทั้ง 2 ชนิดจะมีลักษณะตัวอ่านแบบติดอยู่กับที่ และแบบพกพา(ตัวอ่านจะเป็นแบบด้ามจับหรือแบบปืน)

 

รูปที่ 1 แสดงการประยุกต์ใช้แถบบาร์โค้ดติดในอุตสาหกรรมต่าง ๆ

 

ตารางเปรียบเทียบตัวอ่านบาร์โค้ด แบบ Laser กับ CCD

 

หลักการวัดของตัวอ่านบาร์โค้ดแบบ Laser

 

รูปที่ 2 แสดงหลักการวัดของตัวอ่านบาร์โค้ดแบบ Laser

 

จากรูปที่ 2 ลำแสง Laser ถูกปล่อยออกมาจากเลเซอร์ไดโอด มากระทบกับกระจกแบบหลายเหลี่ยม เพื่อที่จะสแกนบาร์โค้ด เมื่อลำแสง Laser กระทบ Bar Code จะกระจายออก และถูกส่งมาที่ โฟโต้ไดโอด ลักษณะของลำแสงที่กระจายตามบาร์โค้ด จะถูกแปลงไปเป็นสัญญาณอะนาลอก จากนั้นก็ทำการแปลงสัญญาณเป็นดิจิตอล (A/D Converter) ลักษณะของสัญญาณดิจิตอลจะขึ้นอยู่กับขนาดของแท่งและที่ว่างในแถบบาร์โค้ด จากนั้นก็จะแปลงรหัส(ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบาร์โค้ด) เป็นข้อมูลOutput ผ่านพอร์ตคอมพิวเตอร์ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ไปประมวลผลหรือเก็บข้อมูลไว้ใช้

 

หลักการทำงานของตัวอ่านบาร์โค้ดแบบ CCD  

 

รูปที่ 3 แสดงหลักการทำงานของตัวอ่านบาร์โค้ดแบบ CCD

 

จากรูปที่ 3 หลอด LED จะเปล่งแสงมากระทบบาร์โค้ด แล้วสะท้อนมาที่เซนเซอร์ CCD Image ( มีใช้ทั่วไปในกล้อง VDO) เพื่อจับภาพของบาร์โค้ดขึ้นมาเป็นข้อมูลเก็บไว้ใช้งานต่อไป การสแกนของเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ดจะมี 2 แบบคือ แบบ Single Scan กับ Raster Scan สำหรับ แบบ Single Scan จะปล่อยลำแสงขวางในการสแกน 1 แถว ซึ่งเหมาะกับการเคลื่อนที่ของบาร์โค้ดแบบ Picket Fence Direction ส่วนแบบ Raster Scan จะปล่อยลำแสงขวางในการสแกนหลายแถว แม้บาร์โค้ดที่พิมพ์ออกมาคุณภาพไม่ดี ก็ยังสามารถอ่านค่าได้ถูกต้อง และการสแกนแบบนี้จะเหมาะกับการเคลื่อนที่ของบาร์โค้ดแบบ ladder Direction ดังแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 4 แสดงลักษณะการสแกนของเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ด

 

รูปที่ 5 แสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของบาร์โค้ด

รูปแบบของบาร์โค้ด
 

รูปที่ 6 แสดงรูปแบบของบาร์โค้ด

 

สัญลักษณ์บาร์โค้ดที่ใช้กัน มีการกำหนดขึ้นมาหลายรูปแบบ ตามมาตรฐานแต่ละองค์กร และตามจุดประสงค์ของการใช้งาน ปัจจุบันที่นิยมใช้กันก็มี UPC( Universal Product Code), EAN(European Article Number), JAN( Japan Article Number, ITF( Interleaved Two of Five ) ตามที่แสดงในรูปที่ 7 และโดยทั่วไปส่วนประกอบของบาร์โค้ด ประกอบด้วย  

1) Quiet Zone เป็นบริเวณที่ว่างเปล่าๆ ไม่มีการพิมพ์อะไรทั้งสิ้น จะมีอยู่ก่อนและหลังบาร์โค้ด

2) Start/Stop Character เป็นบริเวณแถบแท่ง/ช่องว่าง เพื่อเตรียมสั่งให้เซนเซอร์เริ่มต้นและหยุดบาร์โค้ด

3) Data เป็นบริเวณแถบแท่ง/ช่องว่างที่แทนข้อมูลต่างๆที่เราต้องการ

4) Check Digit เป็นบริเวณแถบแท่ง ที่ไว้สำหรับเก็บค่าตัวเลข เพื่อตรวจสอบกับข้อมูลในส่วน Data เพื่อให้มั่นใจว่า ถูกต้องแม่นยำจากการสแกนหรืออ่านเข้ามาของเซนเซอร์

 

รูปที่ 7 แสดงส่วนประกอบของบาร์โค้ด

 

 

 

 

รูปที่ 8 แสดงลักษณะแถบแท่งในบาร์โค้ด 

ขนาดของฉลากบาร์โค้ด จะต้องมีด้านความยาวที่ประกอบด้วย Bar Code Symbol และ Quiet Zone (ส่วนพื้นที่เปล่าๆ) ทั้งด้านซ้ายและขวาด้วย ส่วนด้านความสูง บาร์โค้ดจะต้องสูงอย่างน้อย 2 mm. สำหรับการสแกนแบบ Single line และจะต้องสูงอย่างน้อย 5 mm.สำหรับแบบ Raster Scan ส่วนลักษณะแถบแท่งในบาร์โค้ดจะประกอบด้วย แถบแท่งขนาดกว้าง Wide Bar, แถบแท่งขนาดแคบ Narrow Bar , แถบพื้นที่ว่างขนาดกว้าง Wide Space และแถบพื้นที่ว่างขนาดแคบ Narrow space ดังแสดงใน รูปที่ 8

รูปที่ 9 แสดงทิศทางการอ่านบาร์โค้ด

.

จะสังเกตุได้ว่า คุณภาพในการพิมพ์ของพรินเตอร์ ชนิดต่างๆ มีผลกับบาร์โค้ด โดยเฉพาะการพิมพ์ในส่วนแถบแท่งดำขนาดแคบ กับคุณภาพของพรินเตอร์ว่า สามารถพิมพ์ละเอียดมากน้อยแค่ไหน ทั่วไปคุณภาพดีสุดก็คือแบบ Laser , Thermal , Dot Matrix และ Ink Jet ตามลำดับ

 

ระยะห่างระหว่างบาร์โค้ดกับเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ด จะขึ้นอยู่กับขนาดของแถบแท่งขนาดแคบ และความเข้มสี(Contrast) ระหว่างแถบแท่งกับแถบพื้นที่ว่าง อย่างเช่น กรณีแถบแท่งสีน้ำเงินในฉลากขาว หรือแถบดำในฉลากแดง หรือ แถบม่วงในฉลากเหลือง เซนเซอร์สามารถแยกแยะหรืออ่านค่า Contrast ของสีในแถบแท่งกับแถบพื้นที่ว่างได้ แต่ถ้ากรณีของแถบแท่งเป็นสีแดงบนแถบพื้นที่ว่างเป็นสีขาว หรือ แถบแท่งเป็นสีดำบนแถบพื้นที่ว่างเป็นสีฟ้า เซนเซอร์ก็ไม่สามารถแยกแยะว่าอะไรเป็นแถบแท่งกับแถบพื้นที่ว่างได้

.

ความเร็วสูงสุดในการสแกนบาร์โค้ด

หลังจากที่เรานำบาร์โค้ดมาติดใช้ในขบวนการผลิตสินค้าแล้ว จะต้องเลือกและออกแบบให้อัตราเร็วในขบวนการผลิตกับอัตราเร็วที่เซนเซอร์สามารถจับได้ เพื่อสามารถอ่านค่าจากบาร์โค้ดได้ถูกต้อง และได้การผลิตสูงสุดกับกระบวนการผลิต ตัวอย่าง การคำนวณหาค่าอัตราเร็วในขบวนการผลิตสูงสุด เมื่อติดเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ด (Maximum Line Speed)

.

กรณีติดตั้งให้วัตถุเคลื่อนแบบ Picket Fence

Max.Line Speed               = Movable Distance/ Scanning Time ( จาก Spec เซนเซอร์ของผู้ผลิต) 

                                                = ( Scanning Width - Label Length)/ Scanning Time ( จาก Spec เซนเซอร์ของผู้ผลิต)

.

กรณีติดตั้งให้วัตถุเคลื่อนแบบ Ladder

Max.Line Speed = Label Height / Scanning time ( จาก Spec เซนเซอร์ของผู้ผลิต) เพื่อรองรับสัญญาณที่ไวต่อสัญญาณรบกวนขนาด mV จากแคลมป์

.

สำหรับโรงงานที่ต้องการติดเซนเซอร์บาร์โค้ดใหม่ ในขบวนการผลิต สิ่งแรกที่ต้องคำนึงก็คือ จะต้องเช็ค Max Line Speed ของขบวนการผลิต, ทิศทางหรือแนวที่จะติดบาร์โค้ด, ระยะเวลาในการสแกนของเซนเซอร์อ่านบาร์โค้ด(เลือกตามSpecผู้ผลิต) , รูปแบบของการสแกน , ระยะห่างระหว่างเซนเซอร์กับบาร์โค้ด และสีของแถบในบาร์โค้ดกับฉลาก

.

เราจะเห็นได้ว่า การนำเอาระบบบาร์โค้ดมาใช้ในขบวนการผลิต มีประโยชน์มากมาย ไม่ว่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจเช็ค จำนวน ชนิด คุณสมบัติของสินค้าที่ผลิตออกมาให้มีความแม่นยำ ถูกต้อง รวดเร็ว และสามารถนำไปเชื่อมโยงกับระบบคอมพิวเตอร์ เพื่อเก็บเป็นฐานข้อมูลทางด้านคลังสินค้า บัญชี และการบริหารต่อไปในอนาคต

 
ขอบคุณ Keyence (Thailand) Co.,Ltd. เอื้อเฟื้อภาพประกอบบทความ

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด