#1 Công tắc hành trình là gì? Cấu tạo – Nguyên Lý – Ứng dụng

Có bao giờ bạn tự hỏi công tắc hành trình là gì? Vì sao mọi người lại chế tạo công tắc hành trình? Công tắc hành trình có những ứng dụng nào quan trọng trong cuộc sống, công việc hằng ngày? Hãy cùng TOP1dexuat tìm hiểu thêm về cấu tạo, nguyên lý, ứng dụng của công tắc hành trình nhé!

Định nghĩa về công tắc hành trình

Công tắc hành trình thực chất được cấu tạo tương tự như những loại công tắc thông thường khác. Điểm khác biệt rõ rệt nhất của công tắc hành trình chính là cần gạt giới hạn hành trình đi, hoặc dùng để điều khiển thiết bị điện tử.

Ví dụ cụ thể về công tắc hành trình:

Khi có tác động vật lý vào công tắc hành trình, thiết bị sẽ dừng ngay ở vị trí đó, hoặc có khả năng tắt/ mở, cấp điện cho một dòng thiết bị điện tử khác đã được lắp đặt.

Công tắc hành trình được cấu tạo bởi các bộ phận chính như:

• 1 cần gạt (cò đá) ở bên ngoài, 3 chân ở bên trong và 1 role đóng ngắt.
• Cấp nguồn ở chân trái.
• Chân giữa có chức năng đóng, mở khi nhấn nút.
• Chân phải có chức năng mở, đóng khi nhất nút.

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của công tắc

Chức năng chính của công tắc hành trình dùng để đóng, mở mạch điện trong mạng lưới điện. Với các dòng công tắc thông thường, mọi người phải ấn nút bằng tay thì nay khi sử dụng công tắc hành trình, mọi tương tác sẽ đơn giản và nhanh chóng chỉ với 1 bộ điều khiển kết hợp cùng role hoạt động. Khi bạn bật công tắc, role sẽ nhanh chóng gửi thông tin về bộ điều khiển và tín hiệu đóng ngắt sẽ tự động phải hồi lại.

Trên thực tế, cấu tạo của công tắc hành trình vô cùng đơn giản. Chỉ bao gồm:

• Cần tác động.
• Chân COM.
• Chân thường đóng (NC) và chân thường hở (NO).

Nguyên lý hoạt động của công tắc như sau:

Ở điều kiện bình thường, tiếp điểm giữa 2 chân COM và chân NC được đấu vào nhau. Mỗi khi có lực tác động xảy ra, tiếp điểm giữa chân COM và chân NC sẽ chuyển sang trạng thái hở và chuyển qua chân COM + chân NO.

Có bao nhiêu loại công tắc hành trình?

Hiện tại, trên thị trường có rất nhiều thương hiệu sản xuất công tắc hành trình, vì vậy mà công tắc này được chia ra thành nhiều loại khác nhau. Nhưng nếu xét theo cấu tạo vật lý, công tắc hành trình chỉ bao gồm 3 loại chính:

Công tắc kiểu tế vi

Công tắc kiểu tế vi thường được sử dụng cho các trường hợp thiết bị đòi hỏi độ chính xác cao 0.3 – 0.7mm. Với cấu tạo bằng vỏ bọc kim loại, công tắc kiểu tế vi dễ dàng chống chịu được mọi va đập vật lý.

Ngoài ra cấu tạo bên trong của công tắc gồm 2 tiếp điểm tĩnh và 1 tiếp điểm động (được gắn trên đầu 1 lò xo lá). Khi bấm nút công tắc, lò xo sẽ bị nén biến dạng và bật xuống dưới, sau đó tiếp điểm động trên lò xo chạm vào tiếp điểm tĩnh làm cho thiết bị hoạt động.

Khi thả công tắc ra, tính đàn hồi của lò xo lá sẽ quay trở về vị trí ban đầu. Đồng thời, tiếp điểm động được gắn trên đầu lò xo cũng vì thế mà quay lại vị trí cũ ban đầu, trường hợp này sẽ khiến mạch điện hở, thiết bị hoàn toàn ngưng hoạt động tại điểm hành trình.

Công tắc kiểu nút nhấn

Công tắc kiểu nút nhấn có vỏ và đầu được chế tạo từ kim loại mang đến khả năng chịu được những tác động vật lý, va đập lớn. Cấu tạo của công tắc hành trình kiểu nút nhấn bao gồm 1 nút nhấn trên đầu công tắc, 3 chân (hay còn gọi là tiếp điểm) và được phân chia thành:

• Tiếp điểm động: Được nối liền với trục và nút nhấn.
• Tiếp điểm tĩnh: Là các tiếp điểm nằm giữa 3 chân, giữ nguyên một vị trí và không bao giờ thay đổi.

Khi nhấn nút, các “tiếp điểm động” sẽ sụt dần từ chân này xuống chân kia tạo nên sự đóng ngắt mạch điện của thiết bị. Cứ tiếp tục như vậy, thiết bị sẽ dừng hoạt động hoặc được kích hoạt trở lại ngay khi nhấn nút.

Công tắc hành trình kiểu nút nhấn cực kỳ thích hợp khi sử dụng cho các thiết bị điện có hành trình dài khoảng 10mm.

Công tắc kiểu đòn

Đây là dạng công tắc hành trình cực kỳ phổ biến cho các loại thiết bị cần chuyển đổi, thiết bị có hành trình dài. Do đó, cấu tạo của công tắc hành trình kiểu đòn cũng tương đối phức tạp hơn so với công tắc kiểu tế vi, kiểu nhấn.

Công tắc kiểu đòn bao gồm:

• Con lăn
• Đòn
• Then khóa
• Tiếp điểm tĩnh
• Tiếp điểm động
• Đĩa quay
• Lò xo.

Mỗi khi có lực tác động vào con lăn gắn trên cần lòi ra ngoài vỏ, thanh đòn sẽ quay kéo theo lò xo bộ phận đĩa quay. Các tiếp điểm động của công tắc sẽ được kết nối với 1 trục bên trong và gắn liền với đĩa quay. Còn các tiếp điểm tĩnh được gắn với vỏ cách điện và kết nối với dây dẫn ra bên ngoài thiết bị.

Công tắc thân kim loại

Vì hoạt động thường xuyên ở mức điện áp 500VAC, 10A với điện áp 24VDC và nhiệt độ -25 – 70°C nên công tắc thân kim loại có cấu tạo bộ phận truyền động, bộ phận tăng giảm kích thước đều bằng kim loại.

Bên cạnh đó, công tắc hành trình thân kim loại còn trang bị tiếp điểm 1NO + 1NC kiểu tác động nha (snap action) và sử dụng cable gland PG13.5 để hoạt động ổn định, hiệu quả hơn.

Công tắc dạng lò xo

Công tắc dạng lò xo có hai phiên bản trên thị trường là thân nhựa và thân kim loại (tiêu chuẩn dành cho thân nhựa phải đạt IP65, thân kim loại IP66). Kích thước công tắc lò xo cũng được chia làm 2 loại 22 x 53 x 30mm và 30 x 60 x 41mm, lỗ nối dây PG13.5, tiếp điểm 1 NO + NC tác động nhanh phù hợp trong mọi ứng dụng công trình ngoài trời.

Công tắc dạng bánh gạt

Công tắc dạng bánh gạt có cấu tạo từ thân bằng nhựa, bánh xe nhận truyền động, cặp tiếp điểm NO, NC tác động 2 chiều, cầu chì bảo vệ ngắn mạch an toàn 10A.

Công tắc hành trình dạng bánh gạt có tiêu chuẩn chống bụi, chống nước cao cấp IP67, làm việc hoàn hảo trong điều kiện nhiệt độ dưới 70°C, điện áp tối đa 500VAC và dòng điện định mức 1A.

Công tắc dạng tác động kéo

Đây là dạng công tắc hành trình có vòng kim loại gắn trên đỉnh, được sử dụng nhiều trong hệ thống khẩn cấp, trong ứng dụng cửa kéo. Công tắc hành trình tác động kéo có thiết kế thân kim loại, tiêu chuẩn kín nước IP65, tiếp điểm NO + NC tác động nhanh 10A, điện áp 500VAC.

Công tắc dạng tác động kéo có chu kỳ hoạt động lên đến 3600 lần/ giờ. Ngoài ra, loại công tắc này sẽ có 2 dạng là công tắc có nút reset và không có nút reset.

Hướng dẫn cách lắp đặt công tắc hành trình tại nhà

Như bạn đã biết, công tắc hành trình đều có 3 chân, 1 chân kết nối với nguồn điện (hay còn gọi là chân COM), 2 chân còn lại là NO + NC sẽ hoạt động theo nguyên tắc chân này đóng thì chân kia mở và ngược lại. Chân NC tiếp xúc với tiếp điểm động, từ đó giúp cho dòng điện chạy qua mạch và đi vào thiết bị cần cấp điện.

Để lắp đặt công tắc hành trình an toàn, hiệu quả tại nhà, bạn hãy thực hiện theo các bước sau:

Lắp đặt công tắc

Đầu tiên, bạn hãy ướm thử công tắc ở 1 vị trí bất kỳ thông thoáng, mục đích của việc này để dễ bảo trì, sửa chữa và điều khiển cần gạt.

Khoan lỗ giá đỡ

Sau đó, bạn dùng máy khoan tay để khoan lỗ trên giá đỡ theo góc phù hợp công tắc, ốc vít.

Đặt công tắc hành trình lên giá đỡ và vặn tua vít cho cố định.

Lưu ý: Không nên dùng khoan để vặn cố định công tắc vì dễ làm các gai bị cháy, hư hỏng không thể thay đổi, di dời hoặc sửa chữa.

Đi dây điện

Bước tiếp theo bạn cần quan tâm là đấu dây điện vào nguồn điện theo quy tắc:

• Dây nguồn nối với chân COM.
• Nối dây điều khiển với thiết bị điều khiển của công tắc.
• Chân NO và NC sẽ nối với dây dẫn điều khiển thiết bị. Nhưng tùy thuộc vào từng sản phẩm, từng cơ chế điều khiển mà bạn hãy kết nối cho phù hợp.

Dùng vít để cố định toàn bộ dây là hoàn thành.

Xem thêm: TOP 20+ Bộ mã hóa vòng quay chất lượng cao được ưa chuộng

Ưu nhược điểm công tắc hành trình

Ưu điểm khi sử dụng công tắc

Công tắc hành trình có thể sử dụng tốt trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp, đáp ứng tốt trong nhiều điều kiện hoạt động đòi hỏi độ chính xác cao, thường xuyên lặp lại. 

Ngoài ra công tắc hành trình tiêu thụ rất ít điện năng và dễ dàng tải được nhiều thiết bị điện cùng lúc.

Nhược điểm khi sử dụng công tắc

Tuy có nhiều ưu điểm tuyệt vời nhưng công tắc hành trình vẫn có những khó khăn, nhược điểm nhất định:

• Công tắc hành trình bị hạn chế vận hành khi sử dụng chung với các thiết bị có tốc độ chuyển động thấp.
• Phải tiếp xúc trực tiếp với các loại thiết bị điện, dễ làm mòn cấu tạo bộ phận cơ khí.

Phạm vi ứng dụng của công tắc hành trình:

Công tắc hành trình được ứng dụng vào trong nhiều dây chuyền sản xuất khác nhau, thường dùng nhiều nhất ở các dây chuyền sản xuất khí nén, băng chuyền, băng tải, dây chuyền chế tạo,…

Một số công dụng của công tắc hành trình áp dụng vào trong các ứng dụng nhà máy như:

• Phát hiện vị trí và giới hạn chuyển động của vật thể.
• Phát hiện sự tiếp xúc của đối tượng.
• Phát hiện phạm vi di chuyển.
• Phát hiện tốc độ của vật thể.
• Đếm tác động hoặc điểm sản phẩm.
• Ngắt mạch khi gặp sự cố, lỗi hư hỏng, trục trặc xảy ra trên dây chuyền.

Ứng dụng của công tắc hành trình

Ứng dụng trong cửa cuốn

Chức năng chính của cửa cuốn là để chống trộm, vì vậy mà nhiều nhá máy, xí nghiệp hoặc nhà ở dân dụng đều trang bị cửa cuốn vì tính năng đặc biệt này.

Cửa cuốn tự động bao gồm 1 tấm nhôm cuốn được cuốn vào 1 trục (trục kết nối với ổ trục và động cơ motor Servo). Chân công tắc hành trình nối với motor cửa, khi cửa kéo lên thì motor hoạt động quay cùng chiều, ngược lại khi cửa kéo xuống thì motor sẽ quay ngược chiều nhờ 2 công tắc hành trình được kết nối với role.

Băng chuyền, băng tải

Với các loại dây chuyền, băng chuyền, băng tải, công tắc hành trình thường được gắn vào chế độ điều khiển bằng tay. Khi chất hàng lên băng tải, bạn cần phải tạm dừng băng tải đúng chỗ, thực chất việc này có thể thực hiện bằng điều khiển servo. Nhưng thông thường mọi người sẽ sử dụng song song 2 hình thức này vì công tắc hành trình giúp đảo chiều quay của motor bên trong, từ đó làm đảo chiều chạy của băng tải.

Nhờ có công tắc hành trình mà việc bảo hành, sửa chữa cũng cực kỳ dễ dàng, chỉ cần vận hành cho băng chạy ngược lại là xong.

Pa lăng

Pa lăng là hệ thống xích được nối với ròng rọc, đầu xích có gắn móc sắt giúp người điều khiển dễ dàng kéo, nâng hạ đồ vật/ hàng hóa lên xuống dễ dàng. Phần đầu còn lại của Pa lăng là cuộn xích nối với trục xoay, trục xoay này có thể gắn với cần xoay bằng tay hoặc gắn với motor sức kéo lớn.

Để nâng hạ hàng hóa, motor được trang bị công tắc hành trình theo mạch thuận – nghịch để dừng đúng lúc, đúng vị trí, nâng lên hạ xuống nhanh chóng.

Ứng dụng trong xe nâng

Công tắc hành trình kiểu đòn là loại công tắc được dùng nhiều nhất ở xe nâng. Chúng thường được gắn phía bên trong khoang lái, người điều khiển chi cần gạt cần trên xe nâng để kích hoạt công tắc để hỗ trợ nâng hạ hàng hóa, vật nặng.

Phía trước xe nâng có trang bị 1 động cơ riêng biệt kết nối trực tiếp với 2 công tắc hành trình từ đó vận hành trục nâng lên hoặc hạ xuống.

Ứng dụng trong cẩu trục

Phương thức hoạt động của công tắc hành trình trên cẩu trục cũng sẽ tương tự như trên băng tải hoặc trên pa lăng.

Người điều khiển sẽ dùng các loại nút bấm để điều khiển, nâng hạ hàng hóa lên cao hoặc xuống thấp. Thông thường ở các cẩu trục hạng nhẹ, không yêu cầu độ chính xác tuyệt đối thì người ta sẽ dùng công tắc hành trình, từ đó giảm bớt được chi phí đầu tư so với các loại cảm biến sensor, AC.

Ngoài ra bạn còn bắt gặp công tắc hành trình trong nhiều ứng dụng khác như thang máy, cửa cuốn, máy bơm nước, bơm chữa cháy, bơm hóa chất, van công nghiệp… hoặc đơn giản nhất đó là tủ lạnh, khi mở cửa đèn tủ lạnh sáng và khi đóng lại thì đèn tắt.

Những hãng sản xuất công tắc hành trình uy tín

Thương hiệu Omron

Omron là thương hiệu có mặt trên thị trường từ rất sớm và phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Đây là thương hiệu công tắc hành trình kích thước lớn, đa dạng cơ cấu tác động, độ bền cao, tuổi thọ sử dụng lâu dài,… giúp bạn có nhiều sự lựa chọn tùy theo tính chất, môi trường làm việc.

Thương hiệu HanYoung

HanYoung là thương hiệu công tắc hành trình nổi tiếng đến từ Hàn Quốc, mang trong mình nhiều ưu điểm vượt trội như:

• Độ bền sản phẩm tốt.
• Nhiều mẫu mã đa dạng, thị trường tiêu thụ lớn.
• Có đầy đủ phụ tùng, phụ kiện đính kèm, phụ kiện hỗ trợ.

Trên đây là một số kiến thức cơ bản về cấu tạo – nguyên lý và ứng dụng cơ bản của công tắc hành trình. Hy vọng với những thông tin này, bạn sẽ hiểu thêm về công tắc hành trình cũng như cách lắp đặt an toàn, hiệu quả.

Nếu bạn có bất kỳ đóng góp, hoặc thắc mắc nào hãy để lại bình luận và cùng tranh luận để bài viết được hoàn hảo hơn.