Comment lire les codes-barres flous : La synergie entre la vitesse d’obturation et l’éclairage

La lecture d’un code-barres sur une pièce en mouvement est une course contre le flou. Le code doit être figé de manière nette, sinon la lecture échoue. Cependant, la réponse n’est pas seulement un obturateur rapide. C’est la synergie entre la vitesse d’obturation et l’éclairage. Cette page explique la physique et répertorie les éclairages RODER Vision correspondants.

La physique du flou de mouvement dans la lecture de codes-barres

Le flou de mouvement augmente avec la vitesse de l’objet et le temps d’exposition. Considérons un code-barres se déplaçant à 1 m/s avec une exposition de 1 ms. Il parcourt 1 mm pendant cette exposition. Si la barre la plus étroite est de 0,5 mm, le code se déplace de deux largeurs de barre. Par conséquent, le résultat est un étalement sévère et un échec de lecture garanti.

Le flou acceptable est défini par rapport à la largeur minimale de la barre. Ce minimum est connu sous le nom de dimension X. Les normes ISO relatives aux codes-barres fixent des exigences de contraste de bord de barre pour chaque classe. Comme le flou réduit le contraste des bords, il doit rester faible. Pour une lecture fiable, maintenez le flou en dessous de 10 % à 20 % de la dimension X.

Calcul du temps d’exposition requis

L’exposition requise découle de la vitesse, de la dimension X et du flou autorisé. Prenons une dimension X de 0,33 mm se déplaçant à 0,5 m/s. Le flou admissible est alors de 0,033 à 0,066 mm. Par conséquent, l’exposition doit être de 0,033 mm divisé par 500 mm/s, soit 66 microsecondes au maximum. Sur un convoyeur à 2 m/s avec le même code, elle tombe à 16 microsecondes.

Ces temps sont faciles pour les caméras modernes à global shutter. Le véritable défi se situe du côté de l’éclairage. Fournir une exposition correcte en 16 à 66 microsecondes est exigeant. Plus précisément, cela nécessite des intensités d’un à deux ordres de grandeur supérieures à l’émission standard des LED en mode continu.

Éclairage stroboscopique : Intensité de crête pour exposition courte

Les éclairages à LED fonctionnent selon deux modes. En mode continu, les LED appellent un courant constant. Par conséquent, l’émission est stable mais limitée par la capacité thermique. Le dépassement du courant maximum augmente la température de jonction et dégrade les LED de manière permanente.

Le mode stroboscopique modifie cet équilibre. Comme la lumière est éteinte entre les impulsions, les LED restent froides. Par conséquent, le courant peut augmenter bien au-delà de la valeur nominale continue pendant chaque impulsion. En conséquence, l’intensité de crête atteint le niveau requis par une exposition de 16 microsecondes. En effet, le stroboscope compense la brève fenêtre temporelle.

Durée d’impulsion et synchronisation

L’impulsion doit s’aligner sur l’exposition de la caméra. Une méthode standard utilise le trigger de la caméra pour démarrer le stroboscope. À son tour, la durée de l’impulsion correspond au temps d’exposition. De plus, l’éclairage doit répondre rapidement. Par conséquent, le temps de montée jusqu’à la pleine émission doit être plus court que l’exposition. Pour des expositions de 50 microsecondes, cela signifie quelques microsecondes tout au plus.

Les éclairages RODER Vision DL5 and DL6 sont construits pour cet usage. Leurs circuits de commande atteignent leur pleine émission de crête en moins de 2 microsecondes. L’entrée trigger accepte les logiques 5 V et 24 V. Par conséquent, elle est directement compatible avec les caméras et les cartes d’acquisition standards.

Géométrie d’éclairage pour les codes sur les pièces en mouvement

La géométrie affecte la lisibilité au-delà de l’intensité brute. L’angle, l’uniformité et la direction ont tous leur importance. Par conséquent, la géométrie doit s’adapter à la surface et à l’orientation de l’étiquette.

Éclairage direct pour les surfaces mates

Les codes-barres plats sur les surfaces mates conviennent à un éclairage direct. Un champ lumineux et uniforme offre un fort contraste entre les barres et les espaces. Par conséquent, le décodeur lit le symbole de manière fiable. C’est la configuration la plus simple et la plus efficace. En conséquence, c’est le choix par défaut pour les étiquettes en papier imprimé.

Éclairage diffus pour les surfaces brillantes

Les étiquettes brillantes, les films métallisés et les films thermorétractables ont besoin de lumière diffuse. Sinon, les points chauds spéculaires saturent le capteur et masquent les barres. Un éclairage flat dome fournit de la lumière diffuse depuis un grand angle solide. L’image du code est acquise à travers l’ouverture du dôme. Par conséquent, les reflets disparaissent et le symbole reste lisible.

Il y a un compromis en termes d’intensité. Un dôme répartit son émission sur un large angle. Par conséquent, l’intensité de surface est inférieure à celle d’une lumière directe de puissance égale. C’est pourquoi les applications réfléchissantes rapides combinent une lumière diffuse modérée avec une impulsion stroboscopique très courte. Cette association offre à la fois du contraste et le figeage du mouvement.

Codes Datamatrix et 2D

Les codes 2D apportent des considérations supplémentaires. Les codes datamatrix sont souvent marqués directement sur la pièce. Ce marquage direct de la pièce peut être gravé au laser, micro-percuté ou imprimé. Par conséquent, le contraste provient du relief de la surface, et non de l’encre. Pour ceux-ci, une lumière à faible angle ou un dôme fait ressortir le motif des cellules. Dans tous les cas, un stroboscope court fige toujours le mouvement.

Directives pratiques pour les systèmes de codes-barres stroboscopiques

Concevoir un système stroboscopique implique de faire correspondre plusieurs paramètres. Ceux-ci incluent le temps d’exposition et l’intensité de crête. Ils incluent également la distance de travail, le champ de vision et l’interface de trigger. Les points ci-dessous résument les étapes clés.

• Exposition : la calculer à partir de la vitesse, de la dimension X et du flou autorisé.
• Intensité : choisir une crête stroboscopique qui remplit la courte fenêtre temporelle.
  
  
• Géométrie : utiliser la lumière directe pour le mat, diffuse pour le brillant.
• Trigger : synchroniser l’impulsion avec une réponse rapide, inférieure à 2 microsecondes.

Familles d’éclairages RODER Vision pour la lecture de codes-barres

Les familles ci-dessous conviennent à la lecture à haute vitesse de codes-barres et de datamatrix. Chacune prend en charge le fonctionnement stroboscopique avec une émission de crête élevée. Par conséquent, le bon choix dépend de la surface et de la géométrie.

Le bon choix dépend de la surface et de la vitesse. Pour les étiquettes mates, les lumières directes DL5 et DL6 s’imposent. Les codes au niveau de l’objectif conviennent plutôt à l’anneau DC6, qui donne une lumière uniforme. Le brillant et les feuilles métallisées nécessitent le dôme FD2, qui élimine l’éblouissement. Dans tous les cas, RODER Vision fournit un support technique pour dimensionner le stroboscope et la géométrie. Par conséquent, définissez d’abord la vitesse, la dimension X et la surface, puis choisissez l’éclairage correspondant.

Questions fréquemment posées