Arduino MOC3020

Отличный выбор! MOC3020 — это классический оптопара (оптосимистор), очень популярная в схемах управления нагрузкой переменного тока с помощью Arduino.

Полное описание MOC3020

MOC3020 — это оптоизолированный симисторный драйвер с нулевым детектированием (zero-crossing). Его основная задача — безопасно "связать" низковольтную цифровую схему (например, микроконтроллер Arduino на 5В) с высоковольтной цепью переменного тока (110/220В) и управлять включением/выключением мощной нагрузки (лампы, нагревателя, двигателя).

Принцип работы:

1. Сторона светодиода (Input): Вы подаете небольшой ток (порядка 15-50 мА) от вывода Arduino через ограничительный резистор на встроенный инфракрасный светодиод.
2. Оптическая изоляция: Свет от диода активирует встроенную фотосенсорную схему, которая определяет момент перехода сетевого напряжения через ноль.
3. Сторона симистора (Output): В нужный момент (при переходе через ноль) внутренний симистор открывается и подает ток на управляющий электрод (Gate) внешнего мощного симистора, который, в свою очередь, включает нагрузку.

Ключевая особенность "zero-crossing": Встроенная схема ждет момента, когда сетевое напряжение равно нулю, и только тогда включает симистор. Это резко снижает электромагнитные помехи (EMI) и броски тока при включении, что особенно важно для индуктивных нагрузок и ламп накаливания.

Технические характеристики (ТТХ)

| Параметр | Значение | Комментарий | | :--- | :--- | :--- | | Напряжение изоляции (Input-Output) | 7500 В пик | Обеспечивает безопасную гальваническую развязку | | Прямое напряжение светодиода (V_F) | 1.2 В (тип.) | При прямом токе 10 мА | | Прямой ток светодиода (I_F) | 60 мА (макс.) | Типовой рабочий ток: 15-25 мА | | Ток включения светодиода (I_FT) | 15 мА (макс.) | Минимальный ток для гарантированного включения | | Пиковое повторяющееся напряжение симистора (V_DRM) | 400 В | Макс. напряжение на выходном симисторе | | Пиковый ток включения симистора (I_TM) | 1 А (импульсный) | Максимальный кратковременный ток через выход | | Ток удержания симистора (I_H) | 100 мкA (макс.) | Минимальный ток для удержания симистора открытым | | Время включения (t_on) | 20 мкс | | | Время выключения (t_off) | 400 мкс | | | Температурный диапазон | -40°C до +100°C | |

Парт-номера (Part Numbers) и корпуса

• MOC3020 — базовый номер детали.
• MOC3020M — в 6-пиновом DIP-корпусе (самый распространенный для монтажа в плату).
• MOC3020SM / MOC3020SR2M — в 6-пиновом компактном SMD-корпусе (для поверхностного монтажа).

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги от других производителей (с ZC):

Эти модели являются полными функциональными аналогами и взаимозаменяемы в большинстве схем.

• IL420 от Vishay (ранее Siemens)
• VO3062M от Vishay
• FOD420 от Fairchild (ON Semiconductor)
• LAA110 от Lite-On
• K3020P от QT-Brightek

2. Модели БЕЗ детектора перехода через ноль (Non-Zero-Crossing)

Важно! Эти модели включают симистор мгновенно по сигналу от светодиода. Подходят для фазового регулирования (диммирования), но создают больше помех. Не являются прямой заменой MOC3020 без пересчета схемы.

• MOC3010 — аналог без ZC на 250 В (менее надежен для 220В сетей).
• MOC3011 — аналог без ZC на 400 В (прямой аналог по напряжению, но без ZC).
• IL421, VO3052M, FOD410, K3011P

3. Модели с более высокими характеристиками (улучшенные аналоги):

• MOC3021 — имеет более высокий пиковый ток включения (I_TM = 1.2 A), что улучшает надежность запуска мощных внешних симисторов.
• MOC3023 — имеет меньший ток включения светодиода (I_FT = 5 мA), что позволяет подключать его напрямую к выводам Arduino (через резистор ~100 Ом) без дополнительного усилителя тока.
• MOC3041 — аналог MOC3021, но с внутренним резистором 180 Ом в цепи симистора. Упрощает схему, не требуя внешнего токоограничивающего резистора на Gate.

Краткая схема подключения к Arduino

Arduino PIN ---[R1 ~180 Ом]---|>|---[Anode MOC3020]
                              |       |
                           [Catode MOC3020]--- GND Arduino

Сеть 220В ~ ---[Нагрузка]---[MT2 Мощного симистора (BTA16-600)]
                          |      |
                       [MT1]---[Neutral]
                          |
[Gate Мощного симистора]---[R2 ~180-330 Ом]---[Output Pin 4 MOC3020]
                                                   |
                                            [Output Pin 6 MOC3020]---[MT1]

Пояснение:

• R1: Ограничивает ток через светодиод оптопары. При 5В и целевом токе 15-20 мА: R = (5В - 1.2В) / 0.02А ≈ 180-220 Ом.
• R2 (обязательно!): Ограничивает ток переключения на Gate мощного симистора. Типовое значение 180-330 Ом.
• Мощный симистор: Например, BTA16-600 (16А, 600В) для нагрузок до ~2 кВт.

Внимание! Работа с сетевым напряжением опасна для жизни и требует крайней осторожности, знаний и опыта. Все соединения должны быть обесточены перед монтажом и хорошо изолированы.