Il tuo entusiasmo è encomiabile ma stai cercando di fare qualcosa che è potenzialmente letale. Prima di utilizzare 120 (o) 110 VCA, è necessario capire cosa si sta facendo.

I transistor necessitano di DC per funzionare. Come dice Oli, un TRIAC funzionerà per AC e l'isolamento è almeno "una buona idea".

Sono necessari alcuni chiarimenti aggiuntivi:

1. Quale voltaggio stai effettivamente utilizzando finora?
2. Stai usando AC o DC attualmente?

Se stai usando 120 VAC con un 2N3055 come ora dichiari, e nessuna rettifica (cosa che potresti fare ma non hai menzionato), le tue promesse sono peggio che inutili. 120 V CA ~ = 160 V di picco è molto al di sopra della tensione nominale di un 2N3055.

Aggiunto:

La soluzione di Konsalik è buona. Non è l'unico modo ma è una soluzione utile, il costo è relativamente basso e fornisce un isolamento adeguato.

• Questo diagramma è copiato direttamente dalla risposta di @Konsalik. Per favore, dai un voto positivo alla sua risposta ora :-).
  Fornisce una buona soluzione elettronica con

  • isolamento,
  • capacità di gestire una potenza sostanziale e
  • capacità di essere guidato bene e in sicurezza da un microcontrollore Arduino o generico.

Anche se mostra che commuta solo 12 VCA, è adatto quasi senza modifiche per il funzionamento a 110 VCA o 230 VAC.

Il suo driver TRIAC MOC3023M suggerito è disponibile da Digikey per meno di $ 1 su 1.
Questo è un driver TRIAC a "fase casuale", il che significa che attiverà il caricamento come non appena riceve un segnale di accensione.
Puoi anche ottenere driver "zero crossing" che attivano il carico quando la tensione di rete è al punto di tensione zero. Ciò riduce l'interfunzione elettrica dalla commutazione del carico, MA significa che puoi ottenere solo mutiple integrali di un periodo di attivazione di mezza lunghezza d'onda.
Quale tipo è il migliore dipende dalla tua applicazione.
In molti casi la commutazione zero crossing è OK
ed è preferibile se la commutazione ai punti di zero crossing è una limitazione accettabile.
La commutazione della "fase casuale" è utile per il controllo dell'accensione più veloce possibile.

Il driver MOC3023 richiede una corrente di pilotaggio di 5 mA, la più bassa in la sua "famiglia" di membri, rendendolo una buona scelta per la guida con la maggior parte dei microcontrollori.

Il driver MOC3023 ha un'uscita nominale di 400 VAC, che lo rende adatto sia per il funzionamento a 100 VAC che a 230 VAC.

Solo esempio:
Un TRIAC potenzialmente buono è il ST2050H TRIAC
che da Digikey costa meno di $ 1.
È valutato per operazioni di picco a 600 V, funzionamento continuo a 20 A.
Richiede un gate drive da 50 mA che è "un po 'fa il suo lavoro', ma questo sembra essere più robusto e capace di molti ad un prezzo OK.

Giocare con la corrente è un buon modo per essere uccisi. Ecco perché ci sono numerose agenzie di regolamentazione che stabiliscono cosa si può e cosa non si può fare con le tensioni di rete. Il cablaggio diretto a controller a bassa tensione che utilizzano transistor sottovalutati non sarebbe gentilmente considerato da UL (o da qualsiasi altro ente di regolamentazione) per quella materia.

Chiaramente non hai le competenze tecniche per progettare in modo sicuro circuiti laterali, quindi NON.

Sbarazzati dei tuoi transistor e sostituiscili con relè a stato solido certificati di sicurezza.

Il numero di parte 84137000 è valutato per un massimo di 240 V CA, 10 A per relè e può essere controllato da 3-32 V CC. L'isolamento è intrinseco (4000 V).

Assicurati che ogni stringa abbia un fusibile! (Un colpo lento di 5A sarebbe un buon punto di partenza).

Le normali lampadine PWM non ti daranno molto effetto. C'è un po 'di latenza nel filamento di tungsteno, quindi le lampadine si accendono e si spengono sempre lentamente (rispetto ai LED).

Se desideri un controllo più preciso delle luci, considera l'84137200 (che non funziona. aspettare che si attivino i passaggi per lo zero) - stessa scheda tecnica.

Abbiamo utilizzato il seguente circuito per la progettazione elettrica lo scorso semestre:

Tieni presente che questo è per un'alimentazione a 12 V CA poiché i nostri professori erano preoccupati per la sicurezza (come dovresti ).

La "R?" dovevamo calcolare i valori.

Il circuito ha un triac accoppiato opto (MOC3023) per l'isolamento privato dall'MCU.

Non esiste un'autorità di regolamentazione al mondo che consenta l'utilizzo di questo circuito.

• La rete è collegata tramite un carico a bassa impedenza al semiconduttore dispositivo che si rompe sotto tensione inversa in modo non garantito. Il dispositivo è valutato a 60 /> 160 = meno del 40% della tensione diretta di picco che sarà sperimentata.

• ** Questo NON è un potenzialmente design letale.
  È un progetto letale così com'è.

• Esiste un percorso di guasto ad alta corrente facilmente raggiungibile e probabile tramite un dispositivo a semiconduttore dalla rete a un controller a bassa tensione (Arduino).

• Il componente di commutazione utilizzato è fondamentalmente inadatto all'attività e ci si può aspettare che venga distrutto in qualsiasi momento durante il funzionamento.

• Se un transistor si guasta, potrebbe causare il guasto di tutti gli altri - inviando la rete tramite il (ormai un rudere fumante).

Un transistor bipolare non può essere utilizzato con AC.

• Un transistor bipolare può non essere mai utilizzato correttamente come interruttore CA.

• Un 2N3055 è un transistor bipolare.

Anche se un tipo adatto di componente di commutazione è stato utilizzato in questo circuito, dovrebbe avere * correttamente tensione nominale. *

• Un 2N3055 è massicciamente sottovalutato per l'uso di rete, anche dopo la rettifica in CC.

  • La classificazione di un componente per resistere a una tensione di picco leggermente superiore alla tensione di picco di rete si tradurrà in un dispositivo marginale che si guasterà in breve periodo di funzionamento.

  • I componenti di rete devono resistere a picchi di tensione e picchi di tensione sostanziali. Un minimo del picco di rete + 50% sarebbe saggio - e questo non si occupa di picchi di rumore.

  • Un 2N3055 ha una classificazione di 0 V CA, cioè non è classificato per la commutazione CA a tutti.

  • Un 2N3055 ha una potenza nominale di 60 DC

  • 120 V CA = ~ 160 + V di picco. Un componente valutato a 240 DC sarebbe saggio. Di più, cioè meglio. Quindi

  • Anche se la rete è stata rettificata in CC per la commutazione, un 2N3055 è sottovalutato dal punto di vista della tensione di un fattore di circa 4: 1.

Non puoi utilizzare un transistor bipolare 3055 per controllare la rete CA. Come accennato, questo non è affatto sicuro.

Ti consiglierei davvero di utilizzare lampadine a voltaggio inferiore o di acquistare un modulo preconfigurato che possa fare ciò che desideri.
Ecco quello che sembra abbastanza ben costruito / documentato / a prezzo modulo relè a stato solido isolato a 8 canali che può commutare fino a 2 A per canale (lo terrei a 2 lampadine / 1 A per canale, poiché 2 A è il massimo assoluto) e può essere guidato dal tuo Arduino.
Sceglierei questa opzione e mi preoccuperei molto meno che accadano cose brutte.

Lascio queste informazioni di seguito come riferimento:
Dovresti usare qualcosa di adatto, ad es. un triac come BT139 o simile. Inoltre, se stai usando la rete CA, hai bisogno di isolamento, un optotriaco come MOC3011 (o simile) può essere utilizzato per pilotare la base del triac più grande da un pin Arduino.
L'isolamento è molto importante, per la sicurezza tua e di Arduino - non utilizzare il circuito mostrato nella tua domanda (l'AC oscillerà in negativo e polarizzerà in avanti le giunzioni del collettore di base del transistor)

Per PWM equivalente di AC avrai bisogno di un rilevatore di zero crossing e temporizza l'attivazione del triac in base a quanto del ciclo desideri venga attivato.

Modifica: ho appena notato che vuoi 10 lampadine in parallelo su ogni canale. Dovrai assicurarti che il triac che scegli possa gestire la corrente richiesta. 60 W a 120 V = 0,5 A per ciascuna lampadina, fornendo 5 A per canale. IIRC il BTB139 gestisce fino a 16A, ma avresti bisogno di un dissipatore di calore in quanto dissiperebbe un bel po '(controlla la scheda tecnica per i grafici) Potresti anche dividere i canali in es. 5 lotti di lampadine.
Inoltre, ottengo 1800 W per lampadine 30 * 60 W. Come si ottengono 7200 W? Ci sono più lampadine non mostrate nello schema?