¿Qué tipo de transistor necesito para amplificar las salidas PWM de Arduino?

STOP

Tu entusiasmo es encomiable, pero estás tratando de hacer algo que es potencialmente letal. Antes de usar 120 (o) 110 VCA, debe comprender lo que está haciendo.

Los transistores necesitan CC para funcionar. Como dice Oli, un TRIAC funcionará para la CA y el aislamiento es al menos "una buena idea".

Se requiere alguna aclaración adicional:

1. ¿Qué voltaje estás usando hasta ahora?
2. ¿Está utilizando AC o DC en la actualidad?

Si está utilizando 120 VCA con un 2N3055 como lo indica ahora, y no hay rectificación (lo que puede estar haciendo pero no ha mencionado), entonces sus promesas son peores que inútiles. 120 VAC ~ = 160 V pico está muy por encima del voltaje nominal de 2N3055.

Agregado :

La solución de Konsalik es buena. No es la única forma, pero es una solución útil, el costo es relativamente bajo y proporciona un aislamiento adecuado.

• Este diagrama se copia directamente de la respuesta de @Konsalik.
  Por favor, dale un voto a su respuesta ahora :-).
  Proporciona una buena solución electrónica con

  • aislamiento,
  • capacidad para manejar un poder sustancial y
  • capacidad para ser conducido bien y con seguridad por un Arduino o un microcontrolador de propósito general.

Sibienmuestraquecambiasoloa12VCA,esadecuadosincasicambiosparaelfuncionamientode110VCAo230VCA.

Susugerido controlador MOC3023M TRIAC está disponible en Digikey por menos de $ 1 en 1.
 Este es un controlador TRIAC de "fase aleatoria", lo que significa que activará la carga tan pronto como reciba una señal de giro.
 También puede obtener controladores de "cruce por cero" que activan la carga cuando la tensión de la red se encuentra en el punto de tensión cero. Esto disminuye la interferencia eléctrica de cambiar la carga, PERO significa que solo puede obtener múltiples integrales de un período de activación de media longitud de onda.
  El tipo de orden que mejor se adapte a su aplicación.
 En muchos casos, el cambio de cruce por cero es correcto
 y se prefiere si la conmutación en puntos de cruce cero es una limitación aceptable.  El cambio de "fase aleatoria" es útil para el control de encendido más rápido posible.

El controlador MOC3023 requiere una corriente de 5 mA, la más baja en su "familia" de miembros, por lo que es una buena opción para conducir con la mayoría de los microcontroladores.

El controlador MOC3023 tiene una capacidad de salida de 400 VCA, lo que lo hace adecuado para operaciones de 100 VCA y 230 VCA.

Solo ejemplo:
 Un TRIAC potencialmente bueno es el ST2050H TRIAC
 cuesta menos de $ 1 en Digikey.
Tiene una capacidad nominal de 600 V, 20 A. Funcionamiento continuo.
Requiere una unidad de compuerta de 50 mA que es 'un poco pesada' pero que está bien recibida por el conductor.
Hay TRIACS menos calificados a un precio algo más bajo que "haría el trabajo", pero este parece ser más robusto y capaz que muchos a un precio aceptable.

Jugar con la red eléctrica es una buena manera de que te maten. Es por eso que hay numerosas agencias reguladoras que dictan lo que uno puede y no puede hacer con los voltajes de la red. El cableado directo a los controladores de bajo voltaje que usan transistores infravalorados no sería considerado por UL (o cualquier otro organismo regulador) para este asunto.

Claramente no tiene la habilidad técnica para diseñar con seguridad circuitos del lado primario, por lo que NO.

Deshágase de sus transistores y reemplácelos con relés de estado sólido con certificación de seguridad.

Elnúmerodepieza 84137000 tiene una clasificación de hasta 240VAC, 10A por relé, y Se puede controlar desde 3-32VDC. El aislamiento es inherente (4000V).

¡Asegúrate de que cada cuerda tenga un fusible! (Un golpe lento de 5 A sería un buen punto de partida).

PWM-ing bombillas regulares no va a dar mucho efecto. Hay un poco de latencia en el filamento de tungsteno, por lo que las bombillas siempre aparecerán y desaparecerán lentamente (en comparación con los LED).

Si desea un control más preciso de las luces, considere el 84137200 (que no espera a que se crucen los cero cruces) - la misma hoja de datos.

Usamos el siguiente circuito para el diseño eléctrico del último semestre:

Tengaencuentaqueestoesparaunsuministrode12VCA,yaquenuestrosprofesoresestabanpreocupadosporlaseguridad(comousteddebería).

La"R?" Los valores debían ser calculados por nosotros.

El circuito tiene un triac optoacoplado (MOC3023) para aislar el aislamiento de la MCU.

No existe una autoridad reguladora en el mundo que permita el uso de este circuito.

• La red eléctrica está conectada a través de una carga de baja impedancia a un dispositivo semiconductor que se rompe bajo voltaje inverso de una manera no garantizada. El dispositivo tiene una clasificación de 60 / > 160 = menos del 40% del pico de voltaje directo que se experimentará.

• ** Esto NO es un diseño letal potencialmente .
  Es ES un diseño letal tal como está.

• Existe una ruta de falla de alta corriente fácilmente lograda y probable a través de un dispositivo semiconductor desde la red hasta un controlador de bajo voltaje (Arduino).

• El componente de conmutación que se está utilizando es fundamentalmente inadecuado para la tarea y se puede esperar que se destruya en cualquier momento durante la operación.

• Si un transistor fallaba, podría causar que todos los demás fallaran, enviando redes a través de la (por ahora una ruina humeante).

Un transistor bipolar no está diseñado para usarse con CA.

• Un transistor bipolar nunca puede usarse con éxito como interruptor de CA.

• Un 2N3055 es un transistor bipolar.

Incluso si se estuviera utilizando un tipo adecuado de componente de conmutación en este circuito, tendría que estar * correctamente con voltaje nominal. *

• Un 2N3055 está subestimado masivamente para el uso de la red, incluso después de la rectificación a CC.

  • La calificación de un componente para resistir un poco más que la tensión pico de la red dará como resultado un dispositivo marginal que fallará en un corto período de operación.

  • Los componentes clasificados de la red deben soportar voltajes de sobretensión y picos de voltaje sustanciales. Un mínimo de pico de red + 50% sería prudente, y eso no trata los picos de ruido.

  • Un 2N3055 tiene una clasificación de 0V CA, es decir, no está clasificado para la conmutación de CA en absoluto.

  • Un 2N3055 tiene una clasificación de 60 DC

  • 120 VAC = ~ 160 + V pico. Un componente clasificado a 240 DC sería prudente. Más es decir, mejor. Así que

  • Incluso si la red eléctrica se rectificó a CC para la conmutación, un 2N3055 se subestima el voltaje en un factor de aproximadamente 4: 1.

Usted no puede usar un transistor bipolar 3055 para controlar la CA principal. Como se mencionó, esto no es seguro en absoluto.

Yo realmente recomendaría el uso de bombillas de bajo voltaje o la compra de un módulo preconstruido que puede hacer lo que quieras.
Esto es lo que parece bastante bien construido / documentado / tasado Módulo de Relé de Estado Sólido de 8 canales / 1 aislado por canal que puede cambiar a 2A por canal como 2A es el máximo absoluto) y puede ser manejado desde su Arduino.
Iría por esta opción y me preocuparía mucho menos que sucedan cosas desagradables.

Dejaré esta información a continuación como referencia:
Tendrías que usar algo adecuado, por ejemplo. un triac como el BT139 o similar. Además, si está utilizando CA principal, necesita aislamiento, se puede usar un optotriac como MOC3011 (o similar) para conduzca la base del triac más grande desde un alfiler de Arduino.
El aislamiento es muy importante, por su seguridad y la del Arduino. No use el circuito que se muestra en su pregunta (la CA oscilará en forma negativa y la polarización directa de las uniones del colector de la base del transistor)

Para PWM equivalente a AC, necesitará un detector de cruce por cero y cronometre la activación del triac según la cantidad de ciclo que desee encender.

Editar - Acabo de notar que quieres 10 bombillas en paralelo en cada canal. Deberá asegurarse de que el triac que elija pueda manejar la corriente requerida. 60W a 120V = 0.5A para cada bombilla, dando 5A por canal. IIRC el BTB139 maneja hasta 16 A, pero necesitaría un disipador de calor, ya que disiparía un poco (consulte la hoja de datos para los gráficos) También podría dividir los canales en, por ejemplo. 5 lotes de bulbo.
Además, obtengo 1800W por 30 * 60W bombillas. ¿Cómo se obtiene 7200W? ¿Hay más bombillas que no se muestran en el esquema?