Data Matrix gegen QR-Code: Welcher 2D-Code auf welches Etikett gehört

Auf der Lasche der Faltschachtel sind 8 mm frei, das Erkennungsmerkmal nach EU-Fälschungsschutzrichtlinie muss dort hinein, und der QR-Code, den die Grafikabteilung gesetzt hat, misst mit Ruhezone 14 mm. Spätestens hier ist die Wahl zwischen den beiden Matrixcodes keine Geschmacksfrage mehr, sondern Arithmetik — und eine Vorschrift redet mit.

Beide Codes sind zweidimensionale Matrixsymbole, beide arbeiten mit Reed-Solomon-Fehlerkorrektur, beide vertragen schräge Aufnahmen. Sie unterscheiden sich darin, wie viel Fläche sie brauchen und wer das Lesegerät in der Hand hält.

Dieselben Daten, zwei Symbole

Die folgenden Modulzahlen stammen aus echten Kodierungen mit Standardeinstellungen. Data Matrix wählt seine Größe selbst; beim QR-Code stehen die Stufen M und H, weil die Stufe die einzige Größe ist, die Sie selbst wählen.

Dann kommt die Ruhezone dazu, und dort öffnet sich die Schere erst richtig. Data Matrix verlangt ein Modul auf jeder Seite, der QR-Code vier.

Bei gleicher Modulgröße belegt der Data Matrix also ein Viertel bis knapp die Hälfte der Fläche. Der Vorsprung schrumpft mit wachsendem Inhalt: Gespart wird an der Struktur, nicht an der Datenkodierung.

Wo die Fläche bleibt: das Suchmuster

Die drei Eckquadrate des QR-Codes sind teuer. Jedes Suchmuster misst 7 × 7 Module plus eine Trennlinie von einem Modul, also 8 × 8 = 64 Module, und das dreimal: 192 Module fester Aufwand. Mit den 31 Modulen Formatinformation und der Taktspur dazwischen gibt eine Version 1 rund 233 ihrer 441 Module aus, bevor das erste Bit Nutzdaten kodiert ist — mehr als die Hälfte.

Data Matrix findet und orientiert sich über ein durchgehendes L an zwei Kanten und eine abwechselnd hell-dunkle Taktspur an den beiden anderen, über die der Leser die Modulzahl abzählt. Das ist der Rand und sonst nichts: 44 der 144 Module eines 12 × 12-Symbols, rund 31 Prozent.

Der Tausch hat einen Preis: Die drei Ecken verschaffen einer Handykamera aus Entfernung und im Winkel eine schnelle Erfassung, die Taktspur braucht dagegen ein sauberes Bild des ganzen Umrisses — ein entlang einer Achse verzerrter Data Matrix scheitert deshalb früher.

Die Rechnung für das kleine Etikett

Unter etwa 10 mm Kantenlänge hat Data Matrix keine Konkurrenz mehr, und die Begründung passt in eine Zeile: Das kleinste Symbol belegt samt Ruhezone 12 Modulbreiten (10 × 10 plus je ein Modul), der kleinste QR-Code 29 (21 × 21 plus je vier). Auf 5 mm verteilt bleiben 0,42 mm gegen 0,17 mm pro Modul — Ersteres liegt im Bereich eines 300-dpi-Etikettendruckers und eines gewöhnlichen Kamerascanners, Letzteres außerhalb beider.

Die 14 Zeichen lange Seriennummer aus der Tabelle kommt auf denselben 5 mm noch auf 0,28 mm pro Modul; der QR-Code bleibt bei 0,17 mm, weil Version 1 ohnehin sein Minimum ist. Welche Modulgröße ein Druckverfahren mindestens braucht, steht im Beitrag zur Druckgröße; wie sich die Rechnung neben Code 128 und ITF-14 im Lager einordnet, im Ratgeber zu Barcodes für Lager- und Inventaretiketten.

Rechteckig, wenn das Quadrat nicht passt

Was der QR-Code gar nicht kann: schmal werden. ISO/IEC 16022 definiert neben den quadratischen Größen von 10 × 10 bis 144 × 144 sechs rechteckige Formate — 8 × 18, 8 × 32, 12 × 26, 12 × 36, 16 × 36 und 16 × 48 Module. Die achtstellige Nummer aus der Tabelle passt in ein 8 × 18, die 14 Zeichen lange Seriennummer in ein 8 × 32.

Acht Module hoch heißt bei 0,3 mm Modulgröße 3 mm Höhe inklusive Ruhezone — genug für den Rand einer Leiterplatte oder den Schaft eines Instruments, wo ein Quadrat ausscheidet und ein Strichcode zu grob wäre.

Fehlerkorrektur: fest gegen wählbar

Data Matrix bedeutet heute ECC 200: Die Reed-Solomon-Redundanz ist pro Symbolgröße in der Norm festgelegt und rekonstruiert rund ein Viertel beschädigter Fläche. Es gibt keinen Regler — in der Fertigung eine Eigenschaft und kein Mangel, weil niemand eine Charge versehentlich auf der schwachen Einstellung ausliefern kann.

Der QR-Code bietet L, M, Q und H mit rund 7, 15, 25 und 30 Prozent. Die Wahl ist nützlich und zugleich eine Gelegenheit, es falsch zu machen: Eine höhere Stufe fügt Module hinzu, bei fester Druckgröße wird jedes Modul kleiner, und genau das braucht ein kleiner Code am wenigsten. Was jede Stufe kostet, rechnet der Beitrag zur Fehlerkorrektur durch.

ECC 200 liegt damit ungefähr auf Höhe der QR-Stufe Q, nicht H. Wer ein Logo über die Symbolmitte legen will, kommt nur mit QR bei H weiter; einen Data Matrix mit Logo gibt es nicht.

securPharm, UDI und GS1

In der Apotheke ist die Frage längst entschieden. Die Delegierte Verordnung (EU) 2016/161 zur Fälschungsschutzrichtlinie schreibt für das individuelle Erkennungsmerkmal einen Data Matrix ECC 200 vor; in Deutschland tragen verschreibungspflichtige Packungen ihn in der Regel als Data Matrix mit Produktcode (PPN oder GTIN), Seriennummer, Charge und Verfalldatum, und securPharm prüft die Seriennummer bei der Abgabe gegen die Datenbank. Die Wahl fiel nicht zufällig auf Data Matrix: Die Fläche auf einer Faltschachtel ist klein, und der Leser ist ein Apothekenscanner, kein Handy.

Die UDI-Kennzeichnung nach Medizinprodukteverordnung legt den Datenträger nicht fest. Sobald dieselbe Kennung aber auf die Verpackung und in den Edelstahl eines Instruments gelasert werden muss, das hunderte Male autoklaviert wird, landet man beim Data Matrix — wegen der Größe und weil ECC 200 die Direktmarkierung übersteht.

Zum Begriff: Ein GS1 Data Matrix ist dieselbe Symbologie mit vorangestelltem FNC1 und GS1-Datenbezeichnern, sodass der Scanner GTIN, Charge, Verfall und Seriennummer als getrennte Felder ausgibt. Der GS1 QR-Code ist die gleiche Konstruktion im QR-Format und für verbraucherorientierte Anwendungen wie GS1 Digital Link gedacht, wo ein Handy die Packung scannt. Die Falle: Wer die Datenkette ohne FNC1 in einen gewöhnlichen Data Matrix tippt, erhält ein identisch aussehendes Symbol, das kein GS1-konformes System als GS1-Code interpretiert.

Direktmarkierung in Automotive und Elektronik

Nadelprägen, Lasern und elektrochemisches Ätzen erzeugen nie den Kontrast von Druckfarbe auf Papier, und die Flächen sind gewölbt, ölig, spiegelnd oder gestrahlt. Die feste 25-Prozent-Reserve und die Ruhezone von einem Modul sind der Grund, warum die Rückverfolgbarkeitsmarkierung auf einem Zylinderkopf, einer Leiterplatte oder einem Steckverbinder praktisch immer ein Data Matrix ist. Zwei Bedingungen bleiben: auf einer ebenen Stelle markieren, und unter der Beleuchtung des Lesegeräts ein echter Hell-Dunkel-Unterschied — auf Metall also ein richtiges Verfahren statt eines flachen Kratzers.

Warum das Handy den Data Matrix nicht will

Alles Vorstehende ist unerheblich, sobald ein Mensch mit dem Handy scannt.

Die Kamera-Apps beider Plattformen sind seit fast einem Jahrzehnt auf QR abgestimmt: Sie erkennen ihn ohne Zusatzsoftware, die drei Ecken geben den Halt für den einhändigen Scan quer durch den Raum, und jeder Verbraucher kennt das Muster. Data Matrix können viele Kamera-Apps inzwischen auch — aber nicht vorhersagbar, je nach Version mal stillschweigend, mal nur in einer Scanner-App, und niemandem wurde je gesagt, er solle die Kamera darauf richten.

Die Regel ist deshalb grob, aber verlässlich: Scannt eine Person, QR; scannt eine Maschine, Data Matrix prüfen. Für die Website auf der Packungsrückseite ist der Code aus dem QR-Code-Generator richtig, auch wenn der Data Matrix daneben technisch eleganter wäre.

Lesegeräte in der Praxis

Ein 1D-Laserscanner liest keinen der beiden; dieser Gerätepark braucht Code 128.

Die Entscheidungstabelle

Beide Symbologien erzeugen Sie im Barcode-Generator; exportieren Sie SVG, damit die Druckvorlage proportional skaliert und das Modulraster unangetastet bleibt.