Набор адаптеров для подключения аккумуляторных фонариков к ЛБП и тесты фонариков

В процессе обсуждения тестов аккумуляторов в экстремальных условиях возник вопрос, а как именно работает драйвер фонарика, какова реакция драйвера на падение напряжения, где отсечка и т.п. Подлезть и запитать не разбирая фонарик весьма сложно. У многих фонариков голова откручивается, но есть такие у которых разборка нетривиальна. Также разобранный фонарик будет быстрее перегреваться от отсутствия корпуса. Я недавно приобрёл 3D принтер и подумал, что могу напечатать адаптер для интересующего фонарика. В процессе, за десяток итераций, родился универсальный набор для тестирования практически любого фонарика на 18650 или 21700. Stl и f3d приложены. Также я испытал все фонарики до которых дотянулся.

Общий принцип

Конструкция состоит из трёх типов деталей:

• «Аккумулятор» с отверстием, с контактом с одной стороны и выводом провода через отверстие.
• Задняя крышка фонарика, с минусовым контактом и выводом обоих контактов через отверстия.
• Проставочные шайбы для компенсации размера пружин в зависимости от модели фонарика.

«Аккумулятор»

Представляет из себя трубку внешним диаметром 18 или 21мм, с каналом для пропуска провода и углублением для формирования плюсового контакта. Канал имеет диаметр 3мм и рассчитан под провод сечением 1.5 мм² в изоляции. Нужно вставить провод и скрутить контактную площадку. Поставляется две модельки, 18650 и 21700. Если фонарик на 2 или три аккумулятора ничего не мешает разместить несколько таких адаптеров последовательно.

Проставки

Проставки универсальные, и для 18650 и для 21700, сделаны диаметром 16мм, чтобы они держались на проводе и не попадали в область резьбы между корпусом и крышкой и не мешали минусовому контакту хорошо прижаться. В проекте они 1 мм толщиной, рекомендую печатать не менее 5 шт. У меня по факту они получились толщиной 1.2мм (стопка из 10 штук 12 мм)

Крышка

Самая сложная часть конструкции.
Крышка имеет внутренний выступ диаметром с аккумулятор, что позволяет зафиксировать одножильный провод и создать минусовой контакт. Проводов для минусовых контактов надо изготовить всего два, для 18650 и 21700 версий, они легко переставляются в нужную крышку.

Резьба

У разных фонариков на одном и том же типе аккумулятора (18650) может быть резьба диаметром от 22 до 24 миллиметров, с метрическим или П-образным профилем, с разным шагом. Так у Skilhunt H03 П-образная резьба 22x1, у Convoy s2+ П-образная резьба 22x1.25, у Fenix HL55 П-образная резьба 23x1.5, а у SSC P7-D метрическая 24x1.25.
Я учусь моделить во Autodesk Fusion, и в нём просто нет резьбы на 23 (можно добавить отредактировав XML файлы, но это не полное решение). Также во фьюжне не получится сделать нужный нам профиль резьбы, а именно чтобы он одновременно стыковался и с метрическим и П-образным профилем и был печатаем на 3D принтере. В поисках решения я нашёл, что можно делать резьбы, используя инструмент создания пружин (Coil). Там и размеры никак не ограничены, и есть треугольный профиль, и способ расположения этого профиля. Как итог, родился вот такой универсальный параметризуемый дизайн крышечки. Я подготовил 15 файлов для резьб 22-26 мм с шагом 1, 1.25 и 1.5 мм, с этим набором я смог прикрутиться ко всем фонарикам, что попали мне в руки.
Первоначально я не использовал проставки и правил высоту внутреннего выступа под разные фонарики, но потом понял, что точно попасть в желаемое усилие на пружине сложно, да и крышки получаются не универсальные.
Высота резьбы выбрана как минимальная, из тех что мне встретилась и достаточная для уверенной фиксации.
Моделька полностью параметризована и в пару кликов можно создать крышку любого нужного формата(только текст на заднике не забудьте поменять).

Печать

Печатать советую из PETG, слоем 0.12мм. Заменители аккумуляторов можно и слоем потолще печатать. Я всё 0.12мм напечатал. Если PETG волосит, значит он недостаточно просушен. Я печатал все крышечки за один раз, всё напечаталось нормально.

Дополнительные удобства

Клемма

Для удобства перехода с одножильных на многожильные (да, я знаю что они однопроволочные и многопроволочные на самом деле) применена проходная клемма.
Я уже израсходовал пакет 50 штук таких, и начал второй, вот недавно брал на озоне https://www.ozon.ru/product/klemma-zazhimnaya-prohodnaya-faznaya-6-kontaktnaya-3-polyusnaya-50sht-3502634982

Кнопка

Оказалось, что мой ЛБП, когда его включаешь, плавно набирает напряжение, и новые фонарики умудряются понять, что они стартанули на разряженном аккуме, и не хотят поднимать мощность. Для того чтобы переключать режимы надо «моргать питанием». Для этого была приобретена Кнопка

Совместимость с фонариками

Обновляемая таблица docs.google.com/spreadsheets/d/1MGszbpCIx2HKiLgKZKwFqmC6q0jbwNlFhE7YUSh_LV8/edit

Фонарик	Резьба	Аккумулятор
Skilhunt H03	22x1	18650
Convoy s2+	22x1.25	18650
Fenix HL55	23x1.5	18650
Boruit C8	23x1.5	18650
SSC P7-D	24x1.25	18650
Convoy S21D	25x1.5	21700
Sofirn sp35	25x1.5	21700

Потестируем фонарики

Для изучения зависимости яркости от заряда аккумулятора собран такой стенд. Датчик люксметра Uni-T UT383S размещён на штативе на расстоянии в 1 метр от фонарика. Высоты штатива и гладильной доски идентичны.

Convoy S21D

Это современный фонарик на хорошем драйвере. Тестируется на предмаксимальном режиме т.к. в максимуме ток больше 6 ампер и мой ЛБП не вытягивает.
Великолепная стабилизация мощности и яркости до 3.2 вольт. Драйвер повышает ток по мере разряда аккумулятора. Заметен рост эффективности (Lux/Watt) светодиодов при падении мощности. Начиная с 3.2 вольт мигает, сигнализируя о разряде.
Гугл таблица docs.google.com/spreadsheets/d/1HO-vyOAtiFHfL7mABx_8kAc6J-PETfOtc-9fiZ22qCE

SSC P7-D

Это очень старый фонарик, я нашёл обзоры этого фонарика от 2010 года, посмотрим как он себя ведёт на максимальном режиме.
Полное отсутствие стабилизации, такое ощущение, что там не драйвер в просто резистор. Очень хорошо виден рост эффективности по мере снижения мощности.
Гугл таблица docs.google.com/spreadsheets/d/1y7MgTN5mtROcBeP63AO8bbNpuOSILsqTfn9RjdBc_tY

Fenix HL55

Налобник 2014 года который поддерживает 6 вольт на входе, по просьбе хозяина протестирован от 6 вольт.
Стабилизация до 3.3 вольт, разряжает до 2.5, но ниже 3 вольт имеет ничтожную (видимо аварийную) яркость.
Гугл таблица docs.google.com/spreadsheets/d/1f6_0EcJ16xOHYX8sTPS155GerFPQ2fl5VhnPj9FQKw8

Skilhunt H03

Налобник 2016 года, с откидной рассеивающей TIR линзочкой.
Стабилизация работает только до 3.5 вольт, разряжает до 2.6 вольт.

Boruit C8

Относительно современный бюджетный дальнобой, имеет очень сфокусированный луч, за счёт чего показывает огромную освещённость на люксметре.
Какая-то попытка в стабилизацию есть, но на троечку.
Гугл таблица docs.google.com/spreadsheets/d/1QPFCZkAb-nHymRmbguHW0oL9QH2llqNMfK51V9iHaIk

Sofirn sp35

Также современный фонарик на хорошем драйвере. Протестировать удалось только в офисе, там не было возможности снять график яркости.
Великолепная стабилизация до 3.3 вольт, но разряжает до 2.5 вольт, что не всегда полезно для батареи.
Гугл таблица docs.google.com/spreadsheets/d/19SK7ERL2ohVYB4FW7qoKQ-Pgqwpp9MjsU_if_yPJ1aY

Convoy s2+ UV

Ультрафиолетовый конвой на 365nm диоде Nichia, графика освещённости по понятным причинам нет.
Неприятно удивил тем что имеет хорошую мощность только до 3.8 вольт, иначе говоря стоит использовать с полными аккумуляторами. А принципе исходя из специфики применения терпимо.
Гугл таблица docs.google.com/spreadsheets/d/1-mSdHP7PvqjYpC6ZETzQlCyScxFz9gNbbUScfhB1hnw

Выводы

Я узнал насколько же по-разному ведут себя разные фонарики, сделал полезную штуку.

Модельки

Thingiverse: www.thingiverse.com/thing:7323536
Скачать с моего личного сайта:
busyrev.com/assets/files/flashlight_models_v1-8471a9e5dd1bccb067299ddfb8d54ff5.zip