Scanner những điều cần lưu ý

Những điều lưu ý, khi thiết kế thiết bị đọc mã vạch (scanner), trên các máy điều khiển tự động (đktd)



* Sự ra đời của mã vạch: 

Ý tưởng về mã vạch được phát triển bởi Norman Joseph Woodland và Bernard Silver, khi tình cờ nghe được, một chủ cửa hàng tạp hóa yêu cầu hiệu trưởng một trường kỹ thuật, cho các sinh viên thực hiện nghiên cứu, cách làm thế nào để có thể chụp lại các sản phẩm trong lúc thanh toán. 

Một trong những ý tưởng đầu tiên của họ là sử dụng mã Morse để in những vạch rộng hay hẹp thẳng đứng. Sau đó, họ chuyển sang sử dụng dạng "điểm đen" của mã vạch với các vòng tròn đồng tâm. Họ đã gửi đến cơ quan quản lý sáng chế Mỹ 2,612,994 ngày 20 tháng 10 năm 1949, công trình Classifying Apparatus and Method (Thiết bị và phương pháp phân loại) để lấy bằng sáng chế. Bằng sáng chế đã được phát hành ngày 7 tháng 10 năm 1952. Đáng tiếc là Silver đã chết năm 1963 ở 38 tuổi trước khi có bất kỳ những gì thực tiễn thu được từ sáng chế này.

Vào ngày 26 tháng 6 năm 1974, sản phẩm bán lẻ đầu tiên (gói 10 thanh kẹo cao su Juicy Fruit của Wrigley) đã được bán bằng cách sử dụng đầu đọc mã vạch tại siêu thị Marsh ở Troy, Ohio. (Gói kẹo cao su này hiện nay nằm trong Viện bảo tàng quốc gia Hoa Kỳ ở Smithsonian.

Năm 1992, Woodland đã được trao tặng giải thưởng Huy chương công nghệ quốc gia bởi Tổng thống George H. W. Bush. 

Woodland qua đời vào ngày 9 tháng 12 năm 2012 tại Edgewater, New Jersey ở tuổi 91. (Nguồn:wikipedia).

Ngày nay gần như bất kì các sản phẩm nào bày bán trong siêu thị đều có gắn mã vạch, và khi tính tiền thì người thu ngân chỉ việc dùng một máy scanner cầm tay, scan lên mã vạch thì có thể biết được tên, loại và giá của sản phẩm đó, từ đó dễ dàng lưu trữ vào ổ cứng của máy tính, giúp cho việc kiểm soát sản phẩm bán ra được chính xác và tiết kiệm thời gian của người thu ngân. Ngoài ra các bạn cũng có thể dùng smart phone của mình down load phần mềm scan để có thể tự scan barcode trên sản phẩm nhằm kiêm tra thông tin về sản phẩm đã được mã hóa bằng barcode.

* Mã vạch (barcode) dùng để làm gì?

Để đơn giản các bạn có thể hiểu như sau: Nó là một loại kí hiệu dùng để thể hiện thông tin về sản phẩm, mà nhà sản xuất, hay chủ của hàng muốn thể hiện lên sản phẩm của mình. Nó có thể là giá, tên, thời hạn sử dụng, ngày tháng của sản phẩm đó...  Và thường được mã hóa dưới dạng các khoảng trắng và vạch thẳng, hay loại ma trận hình vuông mà máy scanner có thể đọc được.

* Có bao nhiêu loại mã vạch?

Trả lời: Trên thị trường hiện nay có 3 loại mã vạch phổ biến, đó là 1D, 2D, và 3D.

Trong đó loại 2D cho phép mã hóa một lượng thông tin lớn gấp nhiều lần so với loại 1D và chiếm diện tích nhỏ hơn rất nhiều. Điều này rất hữu ích khi cần in barcode lên các sản phẩm có kích thước nhỏ. Tương tự loại 3D cho phép mã hóa lượng thông tin lớn hơn so với loại 2D. 

Lưu ý: Loại 3D cũng được chia ra làm hại loại như hình bên trên. Để hiểu chi tiết các bạn có thể truy cập vào link tiếng anh bên dưới.

1. Link tham khảo.

Link: Những điều cần biết về mã vạch

Link tiếng anh: 1D, 2D & 3D Barcodes

2. Các loại máy scanner thông dụng trên thị trường.

* Hiện nay có rất nhiều loại máy scanner, dùng để scan mã vạch trên thị trường. Tuy nhiên dựa vào ứng dụng và đặc điểm ta có thể chia ra hai loại sau.

a. Loại cầm tay thường được dùng rất nhiều dùng để scan mã vạch, chúng ta dễ dàng thấy chúng ở các quầy thu ngân trong siêu thị...

b. Loại được gắn cố định trong các dây chuyền đóng gói hay trên các máy điều khiển tự động (đktd).

- Trong phạm vi bài viết này tôi chỉ phân tích ứng dụng, chức năng và cách thiết kế bracket cho loại b (Loại được gắn cố định trên các máy đktđ)

Ví dụ:  Bên dưới là một thiết kế thường thấy ở dây chuyền, máy đktđ có gắn scanner.

d. Ứng dụng và chức năng của scanner gắn trên các máy đktđ là gì?

Thông thường scanner gắn trên các máy đktđ có hai chức năng sau.

a. Dùng để kiểm tra barcode được dán hay in trên sản phẩm là đúng hay sai, có bị trầy xướt hay không? Nếu barcode là ok thì được xuất ra thị trường, nếu sai thì sẽ bị reject.


b.Dùng để đếm sản phẩm trên dây chuyền tự động.

- Câu hỏi:

Tại sao họ không dùng sensor để đếm mà lại dùng scanner chi cho tốn tiền?

* Để tiện cho việc quan sát tôi đã remove những chi tiết không liên quan.


Cách thức hoạt động:

Quan sát hình trên chúng ta thấy có các chi tiết sau.

1,2 là scanner nhiệm vụ scan barcode trên sản phẩm, báo về hệ thống xem sản phẩm có ok hay không, nếu ok (good) thì cho qua, nếu sai (fail) thì sẽ reject.
trong ví dụ này ta gắn 2 scanner, là vì dây chuyền này chạy hai sản phẩm khác nhau, do đó 2 barcode cũng khác nhau và khác vị trí.

3,4 lần lượt là sensor và reflector, nhiệm vụ của sensor như là con mắt của scanner, phát hiện sản phẩm và báo tín hiệu về hệ thống, hệ thống sẽ gửi một lệnh đến scanner (1 hoặc 2) nói scanner scan bar code trên sản phẩm.

5,6 lần lượt là sản phẩm và vị trí barcode trên sản phẩm.

* Part number và giá các chi tiết tiêu chuẩn (thời điểm 12/2016).

1,2 là scanner:
Hãng: Microscan
Part Number: 7411-2102-1002
Mô tả: Microscan MicroHawk, ID40, WVGA, HD, 102MM, RED,
Giá: 1.350.000 (SGD).

3. Photoelectric sensors
Hãng: Keyence
Part number: PZ-G61P
Mô tả:  Amplifier build in, PNP type.
Giá: 101.5 (SGD)

4. Reflector 
Hãng: Keyence
Part number: OP-96436
Giá: 17 (SGD)

5. Sản phẩm.


6. Barcode trên sản phẩm (Chổ khoanh tròn đỏ)

*Lưu ý.

Việc điều chỉnh vị trí phù hợp để gắn scanner là rất khó, nhất là khi sản phẩm di chuyển trên continous conveyor như trong hình. Cho nên khi thiết kế bracket để gắn (mounting) scanner chúng ta cố gắng thiết kế sao cho càng nhiều bậc tự do càng tốt. Trong ví dụ trên ta thấy hai scanner có 4 bậc tự do.
- Trược trên thanh Alu profile theo trục y, trược và xoay quanh trục x, trược dọc theo trục z, 
- Khi scanner scan barcode trên một sản phẩm đang di chuyển người ta gọi là (scanning on the fly).
Do đó tốc độ scan của scanner phải cao, dẫn đến giá thành cũng cao.
- Trong một số trường hợp nhằm hổ trợ cho việc scan sản phẩm được chính xác hơn ta phải gắn thêm đèn để chiếu vào barcode trên sản phẩm.
- Ngoài ra màu nền của khay, pallet, hay conveyor belt chứa sản phẩm cũng rất quan trọng, thường màu nền ta nên chọn màu tối vì nếu màu sáng (shining) thì khi scan sẽ làm cho barcode bị mờ đi, do trên scanner có đèn flash. Thông thường nếu pallet (nền) chứa vật làm bằng vật liệu nhôm (Aluminium) thì ta thường surface treatment bằng black anodize.

Tấm làm phông nền (vật liệu là SUS 304) cho sản phẩm trong trường hợp này phải powder coating màu trắng tối.