Nút Nhấn là gì? Tìm hiểu công dụng, phân loại và cấu tạo

Trong nhiều thiết bị điện và máy móc, chúng ta thường bắt gặp các loại nút nhấn (nút ấn). Vậy nút nhấn  đảm nhiệm chức năng gì và được phân loại như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Nút nhấn là gì?

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

Đa số nút nhấn được làm từ nhựa hoặc kim loại, với thiết kế được tối ưu hóa để thuận tiện thao tác với ngón tay hoặc bàn tay. Đặc điểm chung của thiết bị này có thể kể đến:

• Cấu tạo tương đồng
• Kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng
• Nhiều màu sắc tượng trưng cho chức năng cụ thể
• Vị trí lắp đặt thường là trên bảng điều khiển, tủ điện, hộp nút nhấn
• Phần lớn sử dụng cho các hoạt động tạm thời, khi nhấn nút trạng thái của tiếp điểm sẽ thay đổi, khi nhả ra, tiếp điểm sẽ trở về trạng thái ban đầu.

Nút ấn có ký hiệu trong bản vẽ kỹ thuật như sau:

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nút nhấn

Cấu trúc cơ bản của một nút nhấn bao gồm 4 bộ phận chính là bộ phận thao tác, bộ phận lắp đặt, bộ tiếp điểm và vỏ bảo vệ.

Vỏ bảo vệ

Là bộ phận bao bọc bên ngoài của nút nhấn, có chức năng bảo vệ các cơ cấu chuyển mạch bên trong. Việc đấu dây thường được thực hiện bằng cách hàn vào các cực đấu nối nhô ra từ phía dưới của vỏ. Ở một số nút ấn, bộ tiếp điểm có thể tách rời khỏi vỏ để nâng cao hiệu quả trong quá trình đấu nối dây.

Bộ phận thao tác

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

Lò xo

Hầu hết các nút nhấn đều có lò xo để đưa bộ phận thao tác và tiếp điểm động về vị trí ban đầu sau khi tác động. Lò xo thường được làm bằng thép để tăng tính đàn hồi.

Bộ tiếp điểm

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

• Với nút nhấn nhả: Khi có lực tác động, tiếp điểm sẽ chuyển trạng thái. Khi không còn lực tác động, tiếp điểm trở lại trạng thái ban đầu.
• Với nút nhấn giữ: Các tiếp điểm cũng sẽ chuyển trạng thái khi có lực tác động. Nhưng khi không còn lực tác động, trạng thái tiếp điểm vẫn sẽ duy trì, khi có lực tác động vào nút nhấn lần nữa thì tiếp điểm mới trở lại trạng thái ban đầu.

Ngoài ra, nút ấn dạng tròn còn có thêm bộ phận cố định bằng đai ốc. Nút nhấn dạng chữ nhật có thể lắp lẫy vào bảng điều khiển bằng cách đơn giản là đẩy chúng vào lỗ lắp đặt thích hợp.

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

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

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

Khi người dùng nhấn vào nút sẽ làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm.

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

Trạng thái của tiếp điểm sẽ duy trì cho đến khi người dùng bỏ tay ra khỏi nút ấn. Lò xo bên trong sẽ đẩy tiếp điểm động trở về trạng thái ban đầu. Sự khác biệt giữa các loại nút nhấn chủ yếu nằm ở cách duy trì hoặc trả về trạng thái tiếp điểm sau khi tác động.

Ưu, nhược điểm và ứng dụng của nút ấn

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

Ưu điểm

• Có khả năng chống thấm nước, chống dầu, chống ô nhiễm, chống tĩnh điện.
• Thiết kế nhỏ gọn, chắc chắn, thao tác đơn giản, giúp tiết kiệm không gian trong tủ bảng điều khiển.
• Có giá thành rẻ hơn các loại công tắc.
• Độ dẫn điện tuyệt vời, chịu được điện áp cao hoặc ngắn mạch mà không bị hỏng.
• Tuổi thọ cao, chịu được số lần tác động lớn, ít phải bảo trì, bảo dưỡng.
• Đa dạng sự lựa chọn cho các ứng dụng cụ thể.

Nhược điểm

• Độ đàn hồi có thể giảm dần trong quá trình sử dụng khiến cơ cấu đóng ngắt gặp trục trặc.
• Đa phần chỉ có chức năng bật/tắt nên không phù hợp với các ứng dụng yêu cầu điều khiển thay đổi hoặc tích hợp nhiều chức năng chỉ trong một nút nhấn.

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

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