Mẹo sử dụng chiết áp 3 chân hiệu quả

Lần đầu tiên tôi nghe đến thuật ngữ chiết áp 3 chân thì nó thật là lạ lẫm bởi không biết nó là gì và dùng để làm gì. Nhưng khi nhìn thấy thực tế thì tôi mới té ngữa ra đây chỉ là một con biến trở mà thôi. Vậy tại sao đa số mọi người lại gọi biến trở là chiết áp ? Hay chiết áp còn được gọi là gì?
Các bạn có biết chưa ?

Trên đây là một chiết áp 3 chân có giá trị là 10k mà hầu hết các ứng dụng đều dùng tới. Không biết có phải ngẫu nhiên hay trùng hợp mà đa phần các ứng dụng đều dùng chiết áp 10k để điều khiển volume hoặc điều khiển tốc độ động cơ thông qua biến tần.

Nếu chưa biết. Thì hôm nay mình sẽ tiết lộ cho mấy bạn biết & cách sử dụng chiết áp sao cho hiệu quả.

Let’s go.

Chiết áp là gì?

Chiết áp là một linh kiện điện tử, nói chính xác hơn đó chính là 1 con biến trở. Tên tiếng Anh là Potentiometer. Một con chiết áp có thể thay đổi giá trị điện trở từ mức min cho tới mức max tương ứng với điện trở bên trong nó.

Chiết áp có thông số 10K tức là đây là một con biến trở 10K ohm. Biến trở này có thể thay đổi giá trị điện trở từ 0 Ohm cho tới 10.000 Ohm ( tức 10k Ohm ) bằng cách xoay quanh trục của nó. Chính vì nó có thể thay đổi được giá trị điện trở nên được gọi là “biến trở”. Biến ở đây là biến đổi – biến động giá trị điện trở bằng cách xoay quanh trục của nó.

Núm vặn chiết áp là một phụ kiện rất nhỏ, cũng không được nhiều anh em quan tâm. Thực tế núm vặn chiết áp lại là thứ phụ kiện cần thiết nhất để vặn chiết áp một cách nhanh chóng và đơn giản. Đôi lúc mình phải tìm kiếm nhiều cửa hàng mới tìm thấy cái núm vặn này.

Mọi thứ trở nên đơn giản, nhẹ nhàng khi có một cái núm vặn chiết áp đi kèm chiết áp 10k.

Ký hiệu của chiết áp trong mạch điện

Chiết áp hay biến trở sẽ được ký hiệu tương tự như một con điện trở nhưng lại có thêm một mũi tên đi ngang qua nó hoặc đi vào bên trong nó.

Cấu tạo chính của một chiết áp chính là vật liệu có trở kháng. Trở kháng của một vật liệu sẽ tỉ lệ thuận với chiều dài của vật liệu. Chiết áp hoạt động dựa vào nguyên lý này. Một chiết áp luôn luôn có 2 cực cố định A và B và cực thứ 3 là C sẽ di chuyển trượt dài trên 2 cực cố định

A và B này.

Khi ta xoay trục của chiết áp thì cực C  sẽ di chuyển giữa AB. Khi đo giá trị điện trở giữa A và C sẽ bằng AB – AC. Nói cách khác điện trở của AB = AC + CB.

Chính vì thiết kế này mà chiết áp còn được gọi là volum khi mà các ứng dụng điều chỉnh tăng giảm âm lượng, tốc độ, phần trăm ( % ) bằng tay.

Sơ đồ chân chiết áp

Một chiết áp thông thường có 3 chân. Chúng ta tạm quy định các chân này là 1 – 2 – 3. Theo ký hiệu thì chân 2 luôn luôn nằm giữa nhưng trên thực tế không hẵn là như thế. Mà chân số 2 tức là chân chạy sẽ nằm ngoài cùng.

Để xác định chân nào là chân biến thiên điện trở hay còn gọi là chân chạy thì chúng ta cần phải dùng đồng hồ VOM để đo điện trở & xác định chân chạy. Cách đo chiết áp cũng khá đơn giản cho bất kỳ anh em nào có tí kiến thức về kỹ thuật & thậm chí không biết gì về kỹ thuật cũng có thể thực hiện được.

Cách đo chiết áp sẽ được mình hướng dẫn chi tiết bên dưới.

Cách đo chiết áp

Để xác định chiết áp còn hoạt động tốt hay không hay cần biết giá trị của chiết áp là bao nhiêu ohm hay Kohm thì chúng ta cần phải biết cách đo chiết áp và dụng cụ đo phù hợp.

Để đo chiết áp đầu tiên chúng ta phải có dụng cụ đo. Bạn cần có ít nhất một cái đồng hồ VOM có chế độ đo điện trở.

Cách đo chiết áp cần thực hiện đúng các bước sau :

• Giả sử chiết áp có giá trị là 10K ohm.
• Trên đồng hồ VOM : xoay sang chế độ đo OHM & cắm đúng chân Đỏ ( Ohm ) – Đen ( COM ) trên VOM.
• Cắm 2 đầu đo vào 2 chân bất kỳ của chiết áp

Bước 1 :

Kiểm tra giá trị trên màn hình. Sau đó xoay chiết áp đến mức cao nhất. Nếu giá trị ohm trên đồng hồ là 10K ohm. Thì đây có thể là 2 chân 1-3 của chiết áp. Lúc này chúng ta xoay chiết áp xem đồng hồ có thay đổi giá trị hay không. Nếu không thay đổi thì đây là 2 chân 1-3 cố định của chiết áp. Nếu thay đổi thì làm bước 2.

Bước 2 : Xác định chân 2

thay từng cặp chân trên chiết áp và lặp lại quy trình trên để xác nhận hai chân 1-3. Chân còn lại là chân chạy số 2.

Bước 3: Xác định chân 1 – 3 chân nào Zero chân nào mà Max 10K ohm

xác định chân 1 hoặc 3 chân nào là 0 ohm và chân nào là 10k Ohm. Cắm chân 2 vào 1-3 bất kỳ. Chân 1-2 sẽ tăng điện trở từ 0-10K ohm và ngược lại chân 2-3 sẽ giảm điện trở từ 10-0K ohm.

Việc xác định chân chạy ( 2 ) và chân 1 ( 0 ohm ) – chân 3 ( 10K ohm ) khá quan trọng. Nếu xác định sai thì tín hiệu ra sẽ bị ngược. Như vậy, với vài thao tác đơn giản thì bất kỳ ai cũng có thể xác định được các chân của biến trở một cách chính xác.

Các loại chiết áp

Có lẽ đa số mọi người đều nghĩ chiết áp đều chỉ có 3 chân nhưng thật ra có nhiều loại chiết áp mà bạn nên biết. Trong đó chiết áp 3 chân thường được dùng nhiều nhất và phổ biến nhất. Tuy nhiên mỗi loại chiết áp lại có một chức năng và nhiệm vụ khác nhau. Chúng ta cùng xem sự khác nhau này là gì nhé.

Chiết áp 3 chân

Chiết áp 3 chân thường gồm ba chân kết nối. Chân 1 và 3 được sử dụng để cấp điện cho chiết áp, và chân 2 là chân trung gian, nơi mà điện áp đầu ra có thể điều chỉnh bằng cách xoay trục của chúng. Đây là loại chiết áp phổ biến nhất mà tôi thường gặp.

Chiết áp 4 chân

Chiết áp 4 chân khá ít dùng trong thực tế nhưng lại được khá phổ biến trong mạch điện tử.

Chiết áp 4 chân thường được sử dụng trong các ứng dụng cần độ chính xác cao hơn. Nó có cấu trúc tương tự như chiết áp 3 chân nhưng bổ sung một chân được gọi là “chân wiper” (chân trượt), chân này tạo ra một điện áp đầu ra biến đổi phụ thuộc vào vị trí của nó trên thanh trượt.

Chiết áp 5 chân

Chiết áp 5 chân thường được dùng trong dân dụng hơn với cấu tạo và chức năng tương tự chiết áp 3 chân nhưng có thêm 2 chân dạng công tắc. Loại biến trở 5 chân này thường được dùng làm Dimer điều khiển quạt hoặc mạch khuếch đại âm thanh có công suất nhỏ.

Chiết áp 6 chân

Chiết áp 6 chân thường là loại ghép 2 x chiết áp 3 chân lại với nhau nên còn được gọi là chiết áp đôi. Mục đích nhằm tiết kiệm không gian cũng như giá thành hoặc nhằm lấy 2 tín hiệu cho cùng một vị trí.

Nguyên tắc hoạt động của chiết áp 6 chân hoàn toàn giống với chiết áp 3 chân nhưng có 2 tầng tương ứng với 2 con chiết áp độc lập nhau. Chiết áp 6 chân thường thấy trong các mạch điện tử, điều khiển hay mạch khuếch đại ậm thanh.

Ngoài ra còn 1 loại chiết áp 6 chân khác. Nó không phải là 2 chiết áp song song nhau mà chỉ 1 chiết áp duy nhất. Các chân tương ứng với các vị trí tương đối trong hành trình xoay của chiết áp. Nói dễ hiểu hơn thì đây là một chiết áp bình thường nhưng có nhiều điểm ra trên 4 chân còn lại. Loại này thì mình thấy ít dùng hơn.

Chiết áp 8 chân

Loại chiết áp 8 chân thường được dùng trong các boi mạch điện tử. Loại này thì mình thấy ít dùng. Về cấu tạo thì đây là 2 chiết áp đôi và 2 switch ngõ ra. Loại này có thiết kế nhỏ gọn phù hơp với các bo mạch điện tử.

Chiết áp bị sai số lớn và cách khắc phục

Trong dân dụng thì chiết áp được dùng rộng rãi cho các ứng dụng về :

• Điều khiển tốc độ quạt
• Sáng tối của đèn
• Cả chỉnh heater cho các máy sưởi trong chăn nuôi

Trong điện tử chiết áp được dùng nhiều nhất là điều volume cho amply và các ứng dụng liên quan tới điều chỉnh ngõ ra hoặc khuếch đại tín hiệu.

Trong công nghiệp thì chiết áp được dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ hay tăng giảm tốc độ băng tải. Ngoài ra chiết áp còn được dùng để điều chỉnh khoảng cách, nhiệt độ, hành trình đóng mở van …

Khi dùng trong công nghiệp thì chúng ta vẫn dùng các chiết áp theo tiêu chuẩn & có nhiều vòng chia thì càng tốt bởi sẽ làm tăng độ nhuyễn cho phần điều khiển. Vấn đề lớn nhất khi dùng chiết áp trực tiếp trong công nghiệp đó chính là nhiễu và không chính xác.

Một trong những cách khắc phục được dùng để lọc nhiễu & tăng độ chính xác cho chiết áp đó chính là dùng bộ chuyển đổi tín hiệu chiết áp sang 0-10V hoặc 4-20mA.

Cách đấu chiết áp 3 chân – chiết áp volume

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất đối với chiết áp 3 chân đó chính là dùng để điều khiển quạt trần trong nhà. Volume chỉnh tốc độ của quạt trần chính xác là một biến trở 3 chân nhưng khi được cấp nguồn 220Vac vào thì nó trở thành chiết áp điều chỉnh tốc độ cho quạt.

Tương tự với cách này thì chúng ta cũng dùng chiết áp để điều khiển độ sáng của đèn từ sáng đến tối một cách tùy ý. Điều phiền toái nhất khi dùng chiết áp 3 chân điều khiển đó chính là rất hay dễ hư hỏng chiết áp sau một thời gian ngắn sử dụng.

Trong công nghiệp cũng thường hay dùng cách này để điều khiển động cơ bằng tay hoặc điều khiển công suất của các lò nung. Tuy nhiên, với cách dùng này thì không thật sự chính xác nhất là trong công nghiệp cần độ ổn định cũng như độ chính xác cao.

Sử dụng chiết áp thông qua bộ chuyển đổi tín hiệu trong công nghiệp

Mình đã gặp nhiều anh em nói lại rằng sử dụng chiết áp để điều khiển biến tần nó không chính xác và không thể chỉnh lên tới 100% cho biến tần chạy max công suất. Một trong những lý do mà ít anh em biết đó chính là độ nhuyễn của chiết áp không cao & thật sự không ổn định khi có áp đi qua nó.

Một giải pháp mà bạn nên biết đó chính sữ dụng một bộ chuyển đổi điện trở sang 0-10V hoặc 4-20mA vào biến tần hoặc các thiết bị điều khiển công suất. Mình khuyên rằng bạn nên dùng tín hiệu 4-20mA hơn là 0-10V bởi điện áp sẽ có sự sụt áp theo khoảng cách còn tín hiệu dòng thì không.

Sự khác biệt lớn nhất khi dùng bộ chuyển đổi Z109REG2-1 để điều chỉnh chiết áp sang 0-10V hay 4-20mA đó chính là độ ổn định và chính xác cao. Khi dùng qua bộ chuyển đổi chiết áp bạn không cần phải cấp nguồn cho chiết áp mà sẽ đấu dây trực tiếp từ chiết áp vào bộ chuyển đổi tín hiệu. Bởi bên trong bộ chuyển đổi có một chức năng đó chính là đọc được giá trị điện trở của chiết áp và biến đổi nó thành giá trị analog 0-10V hoặc 4-20mA.

Một vài thông số liên quan Z109REG2-1

• Xuất xứ : Made in Italy
• Nguồn cấp : 12 hoặc 24Vdc / ac
• Giá trị biến trở đọc được : mon 500 Ohm và max 100 Kohm
• Tín hiệu ngõ ra : 4-20mA / 0-10V có thêm một tín hiệu relay kích vượt mức cài đặt
• Cài đặt bằng DIP Switch trên thiết bị hoặc phần mềm, tùy chọn
• Thiết kế lắp tủ điện trên DIN Rail
• Độ phân giải 16 bit
• Khả năng khử nhiễu cao với cách ly 4 kVac

Một trong những ưu điểm lớn nhất của bộ chuyển đổi Z109REG2-1 đó chính là khả năng khử nhiễu. Nhất là bạn sử dụng chiết áp để điều khiển tốc độ của biến tần. Biến tần vốn gây nhiễu rất lớn khi hoạt động nhất là các loại biến tần công suất lớn.

Có một điều mình cực kỳ thích trên bộ chuyển đổi biến trở Z109REG2-1 đó chính là khả năng chọn giá trị biến trở đầu vào tương ứng với ngõ ra analog 4-20mA hoặc 0-10V. Có nghĩa rằng, bạn có thể cài đặt chính xác giá trị của biến trở mà bạn đang dùng hoặc khi bạn thay một biến trở mới thì việc cài đặt lại cũng hết sức đơn giản.

Tôi hy vọng rằng với chia sẻ của mình sẽ giúp các bạn hiểu được thêm nhiều chức năng về chiết áp được sử dụng trong đời sống và trong công nghiệp.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa