Tổng hợp thông tin cần biết về nút nhấn

Nút ấn là thiết bị xuất hiện phổ biến trong hoạt động sản xuất, sinh hoạt hàng ngày, thực hiện chức năng tắt/mở đơn giản. Tổng hợp những thông tin bạn cần biết về nút ấn bao gồm định nghĩa, cấu tạo và phân loại sẽ có trong bài viết tiếp theo của chúng tôi.

Nút ấn là gì?

Nút ấn (hay nút ấn) là một thiết bị cơ khí dùng để điều khiển hoạt động của máy móc, thiết bị điện và một số quá trình trong hệ thống điều khiển, trong đó người vận hành thao tác thủ công để kích hoạt cơ cấu chuyển mạch bên trong.

Hầu hết các nút bấm đều được làm từ nhựa hoặc kim loại, có thiết kế tối ưu giúp thao tác thuận tiện bằng ngón tay hoặc bàn tay. Đặc điểm chung của thiết bị này bao gồm:

• Cấu trúc tương tự
• Kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng
• Nhiều màu sắc thể hiện chức năng cụ thể
• Vị trí lắp đặt thường là trên bảng điều khiển, tủ điện hoặc hộp nút bấm
• Chủ yếu dùng cho các thao tác tạm thời, khi nhấn nút thì trạng thái tiếp điểm sẽ thay đổi, khi nhả ra thì tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu.

Nút nhấn có ký hiệu trên bản vẽ kỹ thuật như sau:

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nút nhấn

Cấu tạo cơ bản của một nút ấn bao gồm 4 bộ phận chính: bộ phận vận hành, bộ phận lắp đặt, contactor và vỏ bảo vệ.

Vỏ bảo vệ

Là bộ phận bao bọc bên ngoài nút ấn, có chức năng bảo vệ các cơ cấu chuyển mạch bên trong. Việc nối dây thường được thực hiện bằng cách hàn vào các đầu nối nhô ra từ đáy thùng. Trên một số nút ấn, công tắc tơ có thể được tách ra khỏi vỏ để nâng cao hiệu quả trong quá trình nối dây.

Phần vận hành

Là bộ phận tiếp xúc với ngón tay hoặc bàn tay của người vận hành, có nhiệm vụ truyền lực từ bên ngoài tới contactor. Đối với nút ấn có đèn báo, bề mặt bộ phận này được chiếu sáng từ nguồn sáng bên trong.

Mùa xuân

Hầu hết các nút ấn đều có lò xo để đưa bộ phận vận hành trở lại và di chuyển các điểm tiếp xúc về vị trí ban đầu sau khi tác động. Lò xo thường được làm bằng thép để tăng độ đàn hồi.

Bộ liên lạc

Lực tác động mà bộ phận vận hành nhận được sẽ truyền từ lò xo đến các tiếp điểm bên trong, làm thay đổi trạng thái của máy hoặc hệ thống.

• Với việc nhả nút nhấn: Khi tác dụng lực thì tiếp điểm sẽ thay đổi trạng thái. Khi không còn lực nữa thì tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu.
• Với nút được giữ: Các tiếp điểm cũng sẽ thay đổi trạng thái khi có lực tác dụng. Nhưng khi không còn lực nữa thì trạng thái tiếp xúc vẫn được duy trì. Khi tác dụng lực lên nút lần nữa, tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu.

Ngoài ra, nút ấn tròn còn có bộ phận cố định bằng đai ốc. Các nút ấn hình chữ nhật có thể được lắp vào bảng điều khiển bằng cách đẩy chúng vào lỗ lắp thích hợp.

Nguyên lý hoạt động của nút nhấn dựa trên việc chuyển đổi tác động cơ học thành sự thay đổi trạng thái của các tiếp điểm, từ đó đóng hoặc ngắt mạch điện.

Ở trạng thái bình thường, tức là khi không có lực tác dụng, các tiếp điểm ở trạng thái mặc định:

• Đối với thường mở (NO): Hai tiếp điểm tách rời nhau, mạch hở.
• Đối với thường đóng (NC): Hai tiếp điểm tiếp xúc với nhau thì mạch điện đóng lại.

Khi người dùng nhấn nút, trạng thái của số liên lạc sẽ thay đổi.

• Nếu tiếp điểm chạm vào tiếp điểm thường mở (NO), tiếp điểm sẽ chuyển sang trạng thái đóng.
• Nếu tiếp điểm chạm vào tiếp điểm thường đóng (NC) thì tiếp điểm sẽ chuyển sang trạng thái mở.

Trạng thái của số liên lạc sẽ được giữ nguyên cho đến khi người dùng bỏ tay ra khỏi nút. Lò xo bên trong sẽ đẩy tiếp điểm chuyển động trở lại trạng thái ban đầu. Sự khác biệt giữa các loại nút nhấn chủ yếu nằm ở cách duy trì hoặc trả lại trạng thái tiếp xúc sau khi va chạm.

Ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của nút nhấn

Nút nhấn cho phép đóng, ngắt thiết bị mà không cần đến hệ thống mạch tự giữ, từ đó tiết kiệm dây dẫn trong bảng mạch điều khiển và khu vực tủ điện. Dưới đây là những ưu và nhược điểm của thiết bị cơ khí này.

Lợi thế

• Nó không thấm nước, chống dầu, chống ô nhiễm và chống tĩnh điện.
• Thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn, thao tác đơn giản, giúp tiết kiệm không gian trong tủ bảng điều khiển.
• Rẻ hơn so với các loại switch khác.
• Độ dẫn điện tuyệt vời, chịu được điện áp cao hoặc ngắn mạch mà không bị hư hỏng.
• Tuổi thọ cao, có thể chịu được nhiều tác động, ít phải bảo trì.
• Sự lựa chọn đa dạng cho các ứng dụng cụ thể.

Nhược điểm

• Độ đàn hồi có thể giảm dần trong quá trình sử dụng khiến cơ chế chuyển mạch gặp trục trặc.
• Hầu hết chỉ có chức năng bật/tắt nên không phù hợp với những ứng dụng yêu cầu điều khiển biến thiên hoặc tích hợp nhiều chức năng chỉ trong một nút bấm.

Với những đặc điểm trên, nút nhấn được ứng dụng cụ thể trong:

• Dây chuyền sản xuất: Được cài đặt trên bảng điều khiển để bật/tắt hoạt động của hệ thống dây chuyền, máy móc hoặc cho phép tùy chọn các chế độ vận hành.

• Hệ thống an ninh: Dùng để nhập mật khẩu mở cửa hoặc kích hoạt yêu cầu mở cửa tự động.
• Thiết bị gia dụng: Nút bấm xuất hiện ở hàng loạt thiết bị gia đình như nút chuyển kênh TV, tăng giảm âm lượng loa, chọn chương trình cho máy giặt, lò vi sóng, khởi động máy xay, máy ép trái cây,…
• Hệ thống chiếu sáng, điều hòa: Dùng để bật/tắt đèn, chọn chế độ làm mát,…

• Hệ thống máy tính: Thông thường các nút xúc giác, bao gồm một tập hợp các nút nhỏ, có chức năng như thiết bị đầu vào để tương tác với phần mềm hoặc kích hoạt các chức năng cụ thể.
• Thiết bị viễn thông: Bộ thu phát điều khiển, bộ định tuyến, bộ khuếch đại công suất,…
• Phương tiện vận chuyển: Xuất hiện trong bảng điều khiển chức năng hoặc để điều chỉnh đèn giao thông…

Ngoài ra, nút bấm còn xuất hiện trong hệ thống thang máy, điện thoại bàn, điện thoại bàn phím hay các thiết bị giải trí…

Cách phân loại nút nhấn

Nút nhấn được chia làm nhiều loại, theo nhiều tiêu chí khác nhau.

Theo cơ chế hoạt động

• Nút nhả: Đây là loại tự nhả, chỉ duy trì trạng thái On khi nhấn giữ, thường được sử dụng trong các tủ điều khiển, thiết bị điều khiển từ xa, máy móc công nghiệp.

• Nút giữ: Đây là loại tự giữ, khi nhấn thả ra sẽ chuyển sang trạng thái On, chỉ chuyển sang trạng thái Off khi nhấn lại.

• Nút cảm ứng: Chứa ma trận các điểm chạm, cho phép điều khiển nhanh hơn, không cần dùng lực khi thao tác, thuận tiện cho việc tích hợp với màn hình LCD. Loại này được sử dụng phổ biến trong điện thoại thông minh, hệ thống hiển thị điều khiển tự động (HMI), máy bán hàng tự động…

• Nút dừng khẩn cấp: Nút nhấn chuyên dụng dành cho những trường hợp đặc biệt như sự cố về điện hoặc thiết bị bỗng nhiên gặp trục trặc gây nguy hiểm cho người sử dụng.

Theo trạng thái hoạt động

• Thường mở (Thường mở – NO): Khi nhấn, mạch sẽ đóng lại.
• Thường đóng (NC): Khi nhấn, mạch sẽ mở.

Theo số lượng liên lạc

Nút ấn 1 cực (SPST)

• 1 cực 1 tiếp điểm: Loại nút ấn đơn giản nhất khi chỉ có 1 tiếp điểm (NO hoặc NC), chức năng duy nhất là bật/tắt, lý tưởng cho các ứng dụng chiếu sáng, bật tắt nguồn điện.
• Tiếp điểm 1 cực 2: Thường là tiếp điểm chuyển mạch cho phép tín hiệu đầu vào được luân phiên giữa hai đầu ra khác nhau. Nút ấn loại này thường được sử dụng trong các mạch rơle, công tắc chọn, bộ điều khiển chuyển mạch, ứng dụng chiếu sáng hoặc các thiết bị đa chế độ.

Nút ấn 2 cực 1 tiếp điểm (DPST)

Bao gồm 2 đầu vào riêng biệt, được kết nối với đầu ra tương ứng thông qua một thao tác chuyển đổi duy nhất. Cả hai mạch được điều khiển đồng thời bởi một bộ truyền động – bật hoặc tắt cùng lúc. Nút ấn DPST thường được sử dụng cho các thiết bị sử dụng nguồn điện kép, công tắc cách ly nguồn điện chính và các máy công nghiệp yêu cầu ngắt đồng thời cả dây pha và dây trung tính.

Nút ấn 2 cực 2 tiếp điểm (DPDT)

Loại này cho phép hai mạch độc lập, mỗi mạch có thể được kết nối với một trong hai đầu ra. Về cơ bản, DPDT cung cấp hai nút ấn được điều khiển bởi một bộ truyền động duy nhất với sáu kết nối đầu cuối – hai đầu vào và bốn đầu ra. Nút ấn DPDT rất quan trọng trong các ứng dụng như điều khiển động cơ, định tuyến âm thanh, v.v.

Theo tính năng bổ sung

• Có đèn báo: Tích hợp đèn LED hoặc bóng đèn nhỏ bên trong để hiển thị trạng thái hoạt động. Màu sáng thường tương ứng với các chức năng như: Xanh lục – Bắt đầu, Đỏ – Dừng/Lỗi, Vàng – Cảnh báo, Xanh lam – Thông tin.
• Nút không có đèn: Đơn giản chỉ cần có một chức năng nhấn.
• Nút ấn có khóa: Cần có phím để hành động hoặc thay đổi trạng thái, tránh các thao tác không mong muốn.
• Nút nhấn có bảo vệ: Có viền bảo vệ xung quanh nút để tránh việc vô tình nhấn vào.
• Nút ấn có hộp bảo vệ: Nút ấn được lắp sẵn trong một hộp riêng, thường dùng để lắp đặt ở những vị trí thuận tiện ngoài tủ điện.

Một số câu hỏi về nút ấn

Câu 1: Làm thế nào để phân biệt nút ấn tạm thời và nút ấn chốt?

Hồi đáp: Hầu hết các nút bấm hiện nay đều là tạm thời, nghĩa là chúng chỉ kích hoạt khi có tác động và sẽ trở về trạng thái ban đầu khi nhả ra. Nút chốt vẫn được kích hoạt ngay cả khi người dùng nhả nó ra cho đến khi nhấn lại để tắt.

Câu 2: Khi nào cần sử dụng nút Make Before Break (MBB – Make Before Break)?

Hồi đáp: Nút ấn loại MBB hay còn gọi là công tắc chuyển mạch đóng, kết nối tạm thời cả hai đầu ra trong quá trình chuyển đổi. Điều này đảm bảo dòng điện liên tục đến các mạch nhạy cảm như bộ chuyển mạch âm thanh, bộ ghép kênh tín hiệu và mạch phản hồi.

Kiến trúc MBB lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu tính liên tục mà không bị gián đoạn tức thời, chẳng hạn như trong hệ thống điều khiển phản hồi, chuyển mạch âm thanh nổi hoặc nguồn điện dự phòng.

Câu 3: Khi nào cần sử dụng nút ngắt trước khi đóng (BBM)?

Hồi đáp: BBM hoặc nút ấn rơle mở sẽ tạm thời ngắt mạch trước khi chuyển kết nối. Điều này rất quan trọng trong các công tắc chuyển mạch và các ứng dụng công nghiệp yêu cầu cách ly điện trong quá trình chuyển mạch. Các thiết bị yêu cầu ghép kênh hoặc các hệ thống trong đó kết nối điện đồng thời của cả hai đầu ra có thể gây hư hỏng hoặc nhiễu sóng sẽ phụ thuộc vào chức năng BBM để đảm bảo an toàn và tin cậy.

Câu 4: Phân biệt nhanh giữa nút bấm và công tắc?

Hồi đáp: Trên thực tế, nút ấn tự giữ được coi là một loại công tắc nhờ khả năng duy trì trạng thái. Tuy nhiên, công dụng của hai thiết bị này về cơ bản là khác nhau.

• Hầu hết các nút bấm chỉ có chức năng bật/tắt thiết bị, máy móc hoặc một số quy trình thông qua thao tác nhấn và thả.
• Công tắc sẽ đa chức năng hơn, bao gồm: bật/tắt, lựa chọn chức năng, một số loại đặc biệt còn có thể bảo vệ hệ thống khi xảy ra quá tải, đoản mạch… thông qua nhiều cơ chế tác động như quay, gạt, kéo, ấn, tự động…

Các kiến ​​thức khác liên quan đến phụ kiện tủ điện các bạn có thể tìm hiểu thêm tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tu-dien/.