Scanner de códigos de barras e histórico completo
Blip! Blip! Blip! Com o scanner de código de barras comprar coisas em uma mercearia nunca foi tão fácil ou rápido, graças à tecnologia de código de barras. Você deve ter visto as listras de zebra em preto e branco em tudo, desde pacotes de flocos de milho a livros da biblioteca e as varinhas de laser usadas para lê-los. Mas você já parou para pensar como eles funcionam?
Se você administra uma loja movimentada, precisa acompanhar todas as coisas que vende para garantir que as que seus clientes desejam comprar estejam sempre em estoque. A maneira mais simples de fazer isso é andar pelas prateleiras procurando espaços vazios e simplesmente reabastecer onde você precisar. Como alternativa, você pode anotar o que as pessoas compram no caixa, compilar uma lista de todas as compras e simplesmente usá-la para reorganizar seu estoque. Isso é bom para uma pequena loja, mas e se você tiver um ramo gigante do Wal-Mart com milhares de itens à venda? Existem muitas outras dificuldades para administrar as lojas sem problemas. Se você marcar todos os seus itens com os respectivos preços e precisar alterá-los antes de vender a mercadoria, terá de reapreciar tudo. E o roubo de lojas? Se você vê muitas garrafas de uísque faltando nas prateleiras, pode realmente ter certeza de que todas elas foram vendidas? Como você sabe se algumas foram roubadas?
O uso da tecnologia de código de barras nas lojas pode ajudar a resolver todos esses problemas. Permite manter um registro centralizado em um sistema de computador que rastreia produtos, preços e níveis de estoque. Você pode alterar os preços quantas vezes quiser, sem precisar colocar novas etiquetas de preço em todas as suas garrafas e caixas. Você pode ver instantaneamente quando os níveis de estoque de certos itens estão acabando e pedir mais dele novamente. Como a tecnologia do código de barras é tão precisa, você pode estar razoavelmente confiante de que todos os itens que estão faltando (e não parecem ter sido vendidos) provavelmente foram roubados – e talvez os mova para uma parte mais segura da sua loja ou proteja-os com Etiquetas RFID.
Um sistema de estoque baseado em código de barras como esse possui três partes principais. Primeiro, há um computador central executando um banco de dados (sistema de registro) que registra todos os produtos que você está vendendo, quem o fabrica, o que cada um custa e quantos você tem em estoque. Segundo, existem os códigos de barras impressos em todos os produtos. Finalmente, há um ou mais scanners de checkout que podem ler os códigos de barras.
Como os códigos de barras representam os números de 0 a 9
Um código de barras é uma ideia muito simples: forneça cada item que você deseja classificar com seu próprio número único e, em seguida, imprima o número no item para que um dispositivo de leitura eletrônico possa lê-lo. Poderíamos simplesmente imprimir o número em si, mas o problema com os números decimais é que eles são fáceis de confundir (um oito com impressão errada pode parecer três para um computador, enquanto seis é idêntico a nove se você o virar de cabeça para baixo – o que poderia causar todo o tipo de caos no caixa, se você digitalizou seus flocos de milho da maneira errada). O que realmente precisamos é de uma maneira totalmente confiável de imprimir números, para que possam ser lidos com muita precisão em alta velocidade. Esse é o problema que os códigos de barras resolvem.
Se você olhar para um código de barras, provavelmente não conseguirá entender: não sabe onde um número termina e outro começa. É realmente muito simples. Cada dígito no número do produto recebe a mesma quantidade de espaço horizontal: exatamente 7 unidades. Então, para representar qualquer um dos números de zero a nove, simplesmente colorimos essas sete unidades com um padrão diferente de listras preto e branco. Assim, o número um é representado pela coloração de duas listras brancas, duas listras pretas, duas listras brancas e uma listra preta, enquanto o número dois é representado por duas listras brancas, uma listra preta, duas listras brancas e duas pretas finais.
Você provavelmente já reparou que os códigos de barras podem ser bastante longos e é porque eles precisam representar três tipos diferentes de informações. A primeira parte de um código de barras informa o país onde foi emitido. A próxima parte revela o fabricante do produto. A parte final do código de barras identifica o próprio produto. Diferentes tipos do mesmo produto básico (por exemplo, quatro embalagens de garrafas de Coca-Cola e seis embalagens de latas de Coca-Cola) têm números de códigos de barras totalmente diferentes.
A maioria dos produtos possui um código de barras simples, conhecido como UPC (código universal do produto) – uma linha de faixas verticais com um conjunto de números impressos embaixo (para que alguém possa digitar manualmente o número do produto se o código de barras estiver incorreto ou danificado na loja e não digitalizará através do leitor de código de barras). Há outro tipo de código de barras que está se tornando cada vez mais comum e suas lojas armazenam muito mais informações. É chamado de código de barras 2D (bidimensional) e você às vezes vê isso em coisas como selos postais auto-impressos.
Como funciona um scanner de código de barras?
Não seria bom ter códigos de barras se não tivéssemos a tecnologia para lê-los. Os scanners de código de barras precisam ser capazes de ler as linhas preto e branco de zebra dos produtos com extrema rapidez e alimentar essas informações em um computador ou terminal de checkout, que pode identificá-las imediatamente usando um banco de dados do produto. Aqui está como eles fazem isso.
Para esse exemplo simples, vamos supor que os códigos de barras sejam simples, padrões binários on-off, com cada linha preta correspondendo a uma e cada linha branca sendo zero. (Já vimos que códigos de barras reais são mais sofisticados que isso, mas vamos simplificar as coisas.)
Um diagrama numerado simples mostrando as partes de um sistema de leitura de códigos de barras UPC e como elas funcionam.
A cabeça do scanner coloca o LED ou laser no código de barras.
A luz reflete o código de barras em um componente eletrônico de detecção de luz chamado célula fotoelétrica. As áreas brancas do código de barras refletem mais luz; áreas pretas refletem menos.
À medida que o scanner passa pelo código de barras, a célula gera um padrão de pulsos liga/desliga que correspondem às listras em preto e branco. Portanto, para o código mostrado aqui (“preto preto preto branco preto branco preto preto preto”), a célula seria “off off off on off off off”.
Um circuito eletrônico conectado ao scanner converte esses pulsos on-off em dígitos binários (zeros e uns).
Os dígitos binários são enviados para um computador conectado ao scanner, que detecta o código como 11101011.
Em alguns scanners, há uma única célula fotoelétrica e, à medida que você passa a cabeça do scanner pelo produto (ou o produto passa pela cabeça do scanner), a célula detecta cada parte do código de barras preto e branco. Nos scanners mais sofisticados, há toda uma linha de células fotoelétricas e todo o código é detectado de uma só vez.
Na realidade, os scanners não detectam zeros e uns e produzem números binários como saída: eles detectam sequências de faixas em preto e branco, como mostramos aqui, mas os convertem diretamente em números decimais, fornecendo um número decimal como saída.
Tipos de scanner de código de barras
Diferentes tipos de scanners de código de barras estão disponíveis para todos os tipos de aplicações. Em pequenas lojas de conveniência, normalmente você encontra um scanner básico de varinhas. Os mais simples parecem canetas eletrônicas ou barbeadores gigantes e grandes. Eles acendem a luz vermelha do LED no padrão de código de barras preto e branco e, em seguida, leem o padrão da luz refletida com um CCD sensível à luz ou uma série de células fotoelétricas. Se você possui um scanner com caneta, é necessário executá-lo através do código de barras para que ele alcance cada bloco de preto ou branco por vez; com um scanner de varinha, o CCD ou fotocélula lê o código inteiro de uma só vez.
Em uma superlotação movimentada, é mais provável que você veja um scanner a laser muito sofisticado. Ele será incorporado na base da linha de checkout, sob um pedaço de vidro, e você poderá ver o raio laser balançando em alta velocidade por uma roda giratória para ler produtos (literalmente) em um flash. Outra tecnologia usa uma pequena câmera de vídeo para tirar uma fotografia digital instantânea do código de barras. Um computador analisa a fotografia, escolhendo apenas a parte do código de barras e convertendo o padrão de barras preto e branco em um número. (Os aplicativos de leitura de código de barras executados em telefones celulares funcionam dessa maneira, usando a câmera embutida do telefone para fotografar o código.) Scanners como esse podem ler com precisão dezenas de produtos que passam por eles a cada minuto e são muito mais precisos do que os checkouts antigos (onde você precisa digitar o preço de cada item manualmente). Os melhores scanners de código de barras são tão precisos que cometem apenas um erro em algo como 70 milhões de informações digitalizadas! (Compare isso com a digitação em um teclado, onde você provavelmente cometerá um erro a cada 100 caracteres digitados.)
A tecnologia de leitura de código de barras existe desde o início dos anos 1970, mas só se tornou realmente popular nas décadas de 1980 e 1990, depois que as lojas começaram a investir em sofisticados terminais de checkout eletrônico de ponto de venda eletrônico (EPOS). Naquela época, os caixas da loja custavam muitos milhares de dólares. Hoje, os scanners são muito mais acessíveis. Você pode comprar um scanner e software de código de barras USB simples e conectá-lo a um laptop ou computador comum por apenas alguns reais. Graças aos códigos de barras, até pequenas lojas de conveniência podem funcionar tão bem quanto o Wal-Mart atualmente!
Quem inventou códigos de barras?
Como chegamos a um ponto em que praticamente tudo o que compramos é marcado com um código de barras? Aqui estão alguns dos principais momentos da história do código de barras:
- 1948: Bernard Silver (1924-1963) e N. Joseph Woodland (1921–) têm a ideia de desenvolver caixas de supermercado que podem digitalizar produtos automaticamente. Woodland tenta vários sistemas de marcação diferentes, incluindo linhas e círculos, marcas inspiradas em trilhas sonoras de filmes e pontos e traços baseados no código Morse. Em outubro de 1949, os dois inventores refinam seu sistema para usar padrões de bullseye e solicitam uma patente (patente norte-americana nº 2.612.944), concedida em 7 de outubro de 1952. O equipamento inicial de leitura de código de barras usa uma lâmpada convencional para iluminar as etiquetas dos produtos e um fotomultiplicador (uma célula fotoelétrica do tipo bruto) para ler a luz refletida neles. Em 1951, Joe Woodland ingressa na IBM para trabalhar na tecnologia de código de barras, embora a empresa se recuse a comprar sua patente, que é adquirida pela Philco (e mais tarde pela RCA).
- Década de 1960: A RCA desenvolve várias aplicações comerciais até que a patente expire em 1969. O trabalho com códigos de barras de alvo continua, mas eles não são confiáveis e caem gradualmente no caminho.
- 1970: Até agora, as mercearias estão começando a explorar a ideia de usar seus próprios sistemas de codificação e marcação de produtos, mas lojas diferentes estão considerando sistemas diferentes, e isso ameaça causar problemas para grandes fabricantes de alimentos que vendem produtos de marca para vários varejistas. Sob a orientação de Alan Haberman (1929–2011), vice-presidente executivo da First National Stores em Boston, as lojas se reúnem para formar o Uniform Code Council (UCC), mais tarde conhecido como GS1 US.
- 1971: Enquanto isso, na IBM, o engenheiro George J. Laurer (1925–) baseia-se nas ideias de Woodland para desenvolver o UPC (Universal Product Code) – o moderno código de barras listrado em preto e branco. (Leia mais sobre o trabalho de Laurer e as contribuições da IBM para a tecnologia de código de barras.)
- 1973: Depois de examinar uma variedade de sistemas de marcação diferentes, o comitê de supermercados da Haberman estabelece o UPC retangular da IBM como o código de barras padrão de supermercado. Embora ele não tenha inventado o código de barras, Haberman é amplamente creditado com sua adoção universal.
- 1974: em 26 de junho, o primeiro scanner de código de barras de supermercado do mundo entra em uso no Marsh’s Supermarket, Troy, Ohio, nos Estados Unidos. A primeira compra digitalizada, feita por Clyde Dawson, é para um pacote de 10 chicletes Wrigley.
- 1979: No Reino Unido, um scanner de código de barras é usado pela primeira vez na Key Markets em Spalding, Lincolnshire.
- 2011: Joe Woodland e o falecido Bernard Silver são inseridos no Hall da fama da National Inventors em reconhecimento à sua brilhante invenção.
O scanner de código de barras original
Os arquivos do Escritório de Marcas e Patentes dos EUA mostram os registros do scanner de código de barras original, inventado por N. Joseph Woodland e Bernard Silver. Eu o colori e numerei para ilustrar rapidamente como funcionava. Na imagem superior, você pode ver o aparelho inteiro, incluindo o scanner de código de barras, que é mostrado no centro em azul; Na imagem inferior, você pode ver uma visão mais detalhada do próprio scanner:
O scanner de padrão de código de barras original de Norman Woodland e Bernard Silver de 1949/1952, retirado da patente US 2.612.944.
Obras de arte cortesia da US Patent and Trademark Office. Você pode encontrar uma descrição completa e desenhos mais detalhados na patente US 2.612.944: Aparelho e método de classificação de Norman J Woodland e Bernard Silver.
Como pacotes modernos em supermercados, os itens previstos para Woodland e Silver teriam códigos de barras impressos em uma face.
Você coloca o item a ser digitalizado com o código de barras voltado para baixo em um transportador feito de algum material transparente.
Uma variedade de luzes brilha no código de barras.
O scanner capta a luz refletida no código de barras.
O scanner envia um sinal para um mecanismo de classificação que pode empurrar o item em diferentes direções.
O item é empurrado para diferentes transportadores de acordo com seu código de barras específico.
Agora, olhando de perto o scanner: ele possui uma lente na parte superior que espalha a luz refletida no código de barras.
A luz da lente se espalha para uma superfície de vidro maior.
Um motor elétrico e um eixo (vermelho) movem a cabeça de varredura (verde).
Guiada pelas ranhuras do eixo, a cabeça de digitalização se move de um lado para o outro.
Uma célula fotoelétrica (laranja) dentro da cabeça de digitalização capta o padrão de áreas claras e escuras do código de barras, enviando os sinais correspondentes para um circuito detector.
