Como funciona o Código de barras (ART713)

Nos nossos tempos não há praticamente nenhum produto industrializado que saia das linhas de produção sem uma identificação através do código de barras. Da mesma forma, até pequenos estabelecimentos já fazem o controle de seus produtos através de códigos de barras. Indispensável no comércio e na indústria, o código de barras já começa também a invadir as residências com o oferecimento de leitoras que permitem a realização de pagamentos através da Internet. Veja neste artigo como funciona o código de barras e qual é a importância da sua utilização no seu ramo de negócios. Quando escrevemois este artigo, o código bidimensional de barras ainda não era cogitado. Hoje, com a atualização deste artigo em 2012, já temos a utilização deste código em muitos aplicativos. Até mesmo celulares podem fazer sua leitura, o que não ocorria na época.

A idéia de um sistema de marcação de produtos e documentos que possa ser lido por uma máquina não é nova. Já no final da década de 50 foram feitos estudos visando a sua criação. A idéia básica era usar um conjunto de barras que pudesse levar informações capazes de serem lidas por um sistema óptico simples.

A utilidade prática, entretanto, só começou na década de 60 quando o exército dos Estados Unidos adotou um primeiro tipo de codificação denominado NW7.

No entanto, foi somente na década de 70 que começou realmente a difusão do uso do código de barras, adotando-se então o código denominado 39. A partir desse código foram criados novos códigos como o UPC e EAN, que passaram a ser utilizados de uma forma mais ampla no comércio.

Em 1977 foi fundada a EAN (European Article Numebering Association) nome que foi mudado logo depois para International Association for Article Numbering. Os códigos adotados por essa associação são os que predominam no mundo, apesar de que nos Estados Unidos, ter existido um esforço para se padronizar o código UPC.

No Brasil, o código de barras começou a ser utilizado nos anos 80, ocorrendo a filiação de nosso país ao EAN em 1985. Criou-se na época a ABAC (Associação Brasileira de Automação Comercial) que depois passou a ser chamada EAN Brasil.

Hoje, não podemos imaginar caixas de supermercados, caixas de bancos e outros estabelecimentos que devem totalizar custos e valores de milhares de documentos sem o uso de um sistema de códigos de barras.

Como podemos codificar informação através de um conjunto de barras escuras e regiões claras que possam ser lidas, de forma segura e rapidamente, por sistemas comuns é algo que certamente interessa a quem trabalha com eletrônica. Assim, antes de passarmos aos diversos tipos de códigos adotados, devemos começar pela análise de como um código é estruturado.

Estrutura Básica

De uma forma simplificada, para melhor entendimento, podemos analisar um código der barras como uma forma melhorada do Código Morse, onde temos pontos e traços que codificam informações.

Passando diante de um sistema de leitura, conforme mostra a figura 1, um foto-diodo recebe de volta a luz refletida, diferenciando as regiões claras e escuras de tal forma a reproduzir a informação digital representada.

figura 1

Uma característica importante dos códigos é que eles são estruturados de tal forma que a leitura pode ser feita em ambos os sentidos, ou seja, da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda.

O sistema leva em conta tanto a relação de larguras entre as barras como os espaços, de acordo com cada tipo de código. Assim, mesmo existindo diversos códigos, eles são estruturados sempre de duas maneiras apenas. Existem assim os códigos que usam apenas 2 dimensões de barras e espaços e os códigos que usam quatro dimensões de barras e espaços.

Um exemplo pode ser dado na figura 2, em que temos uma codificação 128, com duas larguras de barras e duas larguras de espaços.

Figura 2

As larguras e os espaços são padronizados, sendo medidos em MIL (Milésimos de Polegadas).

Para o dimensionamento das barras e do espaço existe o conceito de "módulo". O Módulo dá as dimensões mínimas que devem uma barra ou espaço. Por exemplo, um código que tenha um módulo 1 mil, com dois tamanhos de barras/espaço isso significa que tanto a barra mais fina como o espaço mais fino terão 1 mil e a barra mais larga e o espaço mais largo terão 2 mil.

Para um código de 4 tamanhos de barras, como o EAN13, as larguras das barras e espaço serão fixas e podem ter 4 valores diferentes:

* Barra/espaço mais fino (módulo)

* 2 vezes a barra/espaço mais finos

* 3 vezes a barra/espaço mais finos

* 4 vezes a barra/espaço mais finos

Outro ponto que deve ser considerado na elaboração de uma marca através de código de barras é a Margem de Silêncio.

Trata-se do espaço sem marcação alguma que ficam nas extremidades do código, conforme ostra a figura 3.

Figura 3

Essa região tem sua largura definida pelo tipo de código e é expressa no número de vezes que ela é maior do que a largura da barra mais fina. Por exemplo, para o EAN8/13, essa largura deve ser 13 vezes a largura da barra mais fina.

O Contraste

É comum vermos em supermercados que determinadas etiquetas impressas com códigos de barras usando cores que não à preta, as vezes não são lidas pelos equipamentos usados, ou então encontram dificuldades para isso.

O que determina a capacidade que um sistema de leitura tem para poder ler um código é o contraste. O contraste mínimo que deve existir entre a barra escura e a barra clara deve ser de 75%. Isso significa que a barra escura deve refletir, no máximo 25% de luz e a barra clara, no mínimo 50% de luz. O gráfico da figura 4 mostra o que ocorre.

Figura 4

É importante notar que esse contraste deve ocorrer para o comprimento de onda da luz emitida pelo Laser do equipamento de leitura. Uma barra que, numa determinada cor reflte bem a luz de determinada cor (verde, por exemplo), pode não refletir bem essa mesma cor quando iluminada por um laser vermelho...

Podemos comparar essas taxas de reflexão aos níveis lógicos dos circuitos integrados que definem as regiões que vão ser interpretadas com nível lógico 0 ou 1.

Densidade

Se as barras de uma etiqueta estiverem muito próximas, o dispositivo usado na leitura pode não ter a capacidade de defini-las, afetando assim a leitura. Isso significa que as barras devem ter uma certa densidade, compatível com a capacidade de leitura do sistema.

Assim, define-se densidade como "a relação entre a quantidade de caracteres codificados e a largura que o código ocupa" depois de impresso. Na figura 5 mostramos exemplos de códigos impressos com altas e baixas densidades.

Figura 5

Altura

Também é necessário definir a altura das barras, conforme a aplicação. O processo de leitura usado tem dificuldades em ler uma faixa estreita de barras a uma distância maior. Uma etiqueta com um código baixo e comprido exige um processo de focalização mais crítico, dificultando assim a leitura.

Razão de Aspecto

A relação entre a altura e largura do código de barras numa etiqueta é outra característica importante a ser considerada. Denominada Aspect Ratio, na terminologia inglesa ela pode estar de acordo com três tipos de codificação:

Oversquare - são códigos em que a razão altura/largura é maior que 1, conforme mostra a figura 6. Nesses códigos, a altura das barras é maior que a largura total da etiqueta. Um exemplo de aplicação é no controle de bagagens de aeroportos.

Figura 6

Square - nesses códigos a razão é 1. A altura das barras é igual à largura total da etiqueta, conforme mostra a figura 7. Os códigos usados na identificação de mercadorias em supermercados são deste tipo.

Figura 7

Undersquare - nesses códigos, a altura das barras é menor do que a largura total da etiqueta. Exemplos desse tipo de código encontramos nos documentos pagos em bancos. Na figura 8 temos um exemplo desse tipo de código.

Figura 8

Fator de Magnitude

As dimensões do código podem variar a partir da referência que é o padrão EAN. Assim, se um código estabelece que a barra mais fina deve ter 13 mil, um código que tenha 90% dessa dimensão terá um fator de magnitude igual a 0,90. Para os códigos EAN, o fator de magnitude ou FM deve ficar na faixa que vai de 0,8 a 2 (80% a 200 %).

Códigos Especiais

Existem aplicações para as quais os códigos convencionais não são os mais apropriados. Podemos citar como exemplo, aquelas em que grande quantidade de informações deve estar contida numa etiqueta. Para esse caso temos o código PDF.

Outro caso é aquele em que não pode haver dano ao código, o que pode ocorrer dadas suas condições de uso. Nesse caso é usado o código RFID.

Finalmente temos o caso em que é preciso atualizar as informações de um código em tempo real, caso em que se utilizam os códigos RF. Desses códigos falaremos numa próxima oportunidade em artigos especiais.

Padrões de Códigos de Barras

A tabela seguinte fornece as características e usos dos principais códigos em uso.

(*) Intercalado 2 de 5

Conclusão

Diversas são as empresas que fornecem equipamentos de leitura e softwares de geração dos códigos para etiquetas e marcações de produtos.

Uma delas é a Seal Tecnologia http://www.seal.com.br/index_seal.htm, cuja documentação técnica serviu de base para a elaboração deste artigo. Também recomendamos que os leitores acessem nosso site onde poderão encontrar informações sobre circuitos de leitura e de outras tecnologias.