STOP

Ihre Begeisterung ist lobenswert, aber Sie versuchen, etwas zu tun, das möglicherweise tödlich ist. Bevor Sie 120 (oder) 110 VAC verwenden, müssen Sie verstehen, was Sie tun.

Die Transistoren benötigen zum Betrieb Gleichstrom. Wie Oli sagt, wird ein TRIAC für AC funktionieren und Isolation ist zumindest "eine gute Idee".

Einige zusätzliche Erläuterungen sind erforderlich:

1. Welche Spannung verwenden Sie bisher tatsächlich?
2. Verwenden Sie derzeit AC oder DC?
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Wenn Sie 120 VAC mit einem 2N3055 verwenden, wie Sie jetzt angeben, und keine Korrektur (was Sie möglicherweise tun, aber nicht erwähnt haben), sind Ihre Versprechen schlechter als nutzlos. Die Spitze von 120 VAC ~ = 160 V liegt weit über der Nennspannung eines 2N3055.

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Hinzugefügt:

Die Lösung von Konsalik ist gut. Dies ist nicht der einzige Weg, aber eine nützliche Lösung. Die Kosten sind relativ gering und bieten eine ordnungsgemäße Isolierung.

• Dieses Diagramm wird direkt aus der Antwort von @Konsalik kopiert. Bitte geben Sie seiner Antwort jetzt eine positive Bewertung :-).
  Es bietet eine gute elektronische Lösung mit

• Isolation,
• Fähigkeit, mit erheblicher Leistung umzugehen, und Die Fähigkeit, von einem Arduino- oder Allzweck-Mikrocontroller gut und sicher gefahren zu werden.

Während er zeigt, dass nur 12 VAC geschaltet werden, ist es für den Betrieb von 110 VAC nahezu unverändert geeignet oder 230 VAC.

Sein empfohlener MOC3023M TRIAC-Treiber ist bei Digikey für weniger als 1 US-Dollar erhältlich.
Dies ist ein TRIAC-Treiber mit "zufälliger Phase", der bedeutet, dass die Last als eingeschaltet wird Sobald es ein Einschaltsignal empfängt.
Sie können auch "Nulldurchgang" -Treiber erhalten, die die Last einschalten, wenn die Netzspannung am Nullspannungspunkt liegt. Dies verringert die elektrische Interferenz beim Schalten der Last, ABER bedeutet, dass Sie nur integrale Vielfache einer Einschaltperiode mit halber Wellenlänge erhalten können.
Welche Art am besten ist, hängt von Ihrer Anwendung ab.
In vielen Fällen ist das Umschalten des Nulldurchgangs in Ordnung und wird bevorzugt, wenn das Umschalten an Nulldurchgangspunkten eine akzeptable Einschränkung darstellt.
Das Umschalten auf "zufällige Phase" ist nützlich für eine schnellstmögliche Einschaltsteuerung.

Der MOC3023-Treiber benötigt 5 mA Ansteuerstrom, den niedrigsten in Aufgrund seiner "Mitgliederfamilie" ist es eine gute Wahl für das Fahren mit den meisten Mikrocontrollern.

Der MOC3023-Treiber hat eine Ausgangsleistung von 400 VAC und eignet sich daher sowohl für den Betrieb mit 100 VAC als auch mit 230 VAC.

Nur Beispiel:
Ein potenziell guter TRIAC ist der ST2050H TRIAC
, der bei Digikey unter 1 USD kostet.
Er wird bewertet für 600-V-Spitzenbetrieb 20 A Dauerbetrieb.
Es ist ein 50-mA-Gate-Antrieb erforderlich, der „etwas schwer“ ist, aber vom Fahrer in Ordnung gebracht wird.
Es gibt weniger gut bewertete TRIACS zu einem etwas niedrigeren Preis als dies 'do he job', aber dieser scheint robuster und leistungsfähiger zu sein als viele andere zu einem guten Preis.

Mit dem Stromnetz herumzuspielen ist ein guter Weg, um getötet zu werden. Deshalb gibt es zahlreiche Aufsichtsbehörden, die vorschreiben, was man mit Netzspannungen machen kann und was nicht. Die direkte Verkabelung mit Niederspannungsreglern mit unterschätzten Transistoren wird von UL (oder einer anderen Aufsichtsbehörde) in dieser Angelegenheit nicht in Betracht gezogen.

Sie verfügen eindeutig nicht über die technischen Fähigkeiten, um Primär- und Primärtransistoren sicher zu konstruieren. Seitenkreise, also NICHT.

Entfernen Sie Ihre Transistoren und ersetzen Sie sie durch sicherheitszertifizierte Halbleiterrelais.

Teilenummer 84137000 ist für bis zu 240 VAC, 10 A pro Relais ausgelegt und kann von 3-32 VDC gesteuert werden. Die Isolation ist inhärent (4000 V).

Stellen Sie sicher, dass jeder String eine Sicherung hat! (Ein 5A-Langsamschlag wäre ein guter Ausgangspunkt.)

Wenn Sie normale Glühbirnen mit PWM verwenden, erzielen Sie keine große Wirkung. Das Wolframfilament weist eine gewisse Latenz auf, sodass die Lampen immer langsam ein- und ausgeblendet werden (im Vergleich zu LEDs).

Wenn Sie eine feinere Steuerung der Lichter wünschen, sollten Sie den 84137200 in Betracht ziehen (was nicht der Fall ist). t warten, bis Nulldurchgänge ausgelöst werden) - dasselbe Datenblatt.

Wir haben im letzten Semester die folgende Schaltung für die elektrische Auslegung verwendet:

Beachten Sie, dass dies für eine 12-VAC-Versorgung gilt, da unsere Professoren sich Sorgen um die Sicherheit machten (wie Sie sollten) ).

Das "R?" Die Werte mussten von uns berechnet werden.

Die Schaltung verfügt über einen optokoppelten Triac (MOC3023), um die Isolierung von der MCU zu verhindern.

Es gibt weltweit keine Regulierungsbehörde, die die Verwendung dieser Schaltung zulässt.

• Das Netz ist über eine niederohmige Last mit dem Halbleiter verbunden Gerät, das unter Sperrspannung nicht garantiert ausfällt. Das Gerät hat eine Nennleistung von 60 /> 160 = weniger als 40% der Spitzenvorwärtsspannung, die auftreten wird.

• ** Dies ist KEIN potenziell starkes> tödliches Design.
  Es ist ein tödliches Design in seiner jetzigen Form.

• Es gibt einen leicht zu erreichenden und wahrscheinlichen Hochstromausfallpfad über ein Halbleiterbauelement vom Netz zu einem Niederspannungsregler (Arduino).

• Die verwendete Schaltkomponente ist für die Aufgabe grundsätzlich ungeeignet und kann zu jedem Zeitpunkt des Betriebs voraussichtlich zerstört werden.

• Wenn ein Transistor ausfällt, kann dies dazu führen, dass alle anderen ausfallen - indem das Netz über die (inzwischen rauchende Ruine) gesendet wird.

• Ein Bipolartransistor kann Niemals erfolgreich als Wechselstromschalter verwendet werden.

• Ein 2N3055 ist ein Bipolartransistor.

Auch wenn In dieser Schaltung wurde ein geeigneter Typ einer Schaltkomponente verwendet, für die eine * ordnungsgemäße Nennspannung erforderlich ist. *

• Ein 2N3055 ist Für den Netzbetrieb massiv unterbewertet - auch nach Gleichrichtung auf Gleichstrom.

  • Wenn eine Komponente etwas mehr als die Netzspitzenspannung aushält, führt dies zu einem Randgerät, das kurzzeitig ausfällt Betriebsdauer.

  • Komponenten mit Netznennleistung müssen Stoßspannungen und erheblichen Spannungsspitzen standhalten. Ein Minimum von Netzspitzen + 50% wäre sinnvoll - und das geht nicht mit Rauschspitzen um.

  • Ein 2N3055 hat eine Nennspannung von 0 V, dh er ist nicht für Wechselstromschaltung bei ausgelegt alles.

  • Ein 2N3055 hat eine Nennspannung von 60 DC

  • 120 VAC = ~ 160 + V Peak. Eine Komponente mit einer Nennspannung von 240 DC wäre sinnvoll. Mehr dh besser.

  • Selbst wenn das Netz zum Schalten auf Gleichstrom gleichgerichtet wurde, wird ein 2N3055 in Bezug auf die Spannung um einen Faktor von etwa 4: 1 unterschätzt.

Sie können keinen 3055-Bipolartransistor zur Steuerung des Netzwechselstroms verwenden. Wie bereits erwähnt, ist dies überhaupt nicht sicher.

Ich würde wirklich empfehlen, entweder Lampen mit niedrigerer Spannung zu verwenden oder ein vorgefertigtes Modul zu kaufen, das das kann, was Sie wollen.
Hier ist, was wie ein ziemlich gut gebautes aussieht / dokumentiert / preislich isoliertes 8-Kanal-Solid-State-Relay -Modul, das bis zu 2A pro Kanal schalten kann (ich würde es jedoch auf 2 Lampen / 1A pro Kanal beschränken, da 2A das absolute Maximum ist) und sein kann von Ihrem Arduino gefahren.
Ich würde mich für diese Option entscheiden und mir weit weniger Sorgen machen, dass böse Dinge passieren.

Ich werde diese Informationen unten als Referenz belassen:
Sie müssten etwas Passendes verwenden, z. ein Triac wie der BT139 oder ähnliches. Auch wenn Sie Netz-Wechselstrom verwenden, benötigen Sie eine Isolierung. Ein Optotriac wie der MOC3011 (oder ähnliches) kann verwendet werden, um die Basis des größeren Triac von einem Arduino-Pin zu steuern.
Die Isolation ist sehr wichtig, für die Sicherheit von Ihnen und dem Arduino - verwenden Sie nicht die in Ihrer Frage gezeigte Schaltung (der Wechselstrom schwingt negativ und spannt die Transistor-Basiskollektorübergänge in Vorwärtsrichtung vor)

Für PWM-Äquivalente Für Wechselstrom benötigen Sie einen Nulldurchgangsdetektor und messen die Auslösung des Triacs entsprechend dem Umfang des Zyklus, den Sie einschalten möchten.

Bearbeiten - Ich habe gerade bemerkt, dass Sie 10 Lampen parallel auf jedem Kanal haben möchten. Sie müssen sicherstellen, dass der von Ihnen ausgewählte Triac den erforderlichen Strom verarbeiten kann. 60 W bei 120 V = 0,5 A für jede Lampe, was 5 A pro Kanal ergibt. IIRC Der BTB139 verarbeitet bis zu 16A, aber Sie würden einen Kühlkörper benötigen, da er ein gutes Stück verbrauchen würde (siehe Datenblatt für Grafiken). Sie könnten die Kanäle auch in z. 5 Lampen Lose.
Außerdem bekomme ich 1800W für 30 * 60W Lampen. Wie bekommt man 7200W? Gibt es mehr Lampen, die auf dem Schaltplan nicht abgebildet sind?