Разъем Apple Magsafe: разборка и обзор

Вы когда-нибудь задумывались, что находится внутри разъема Magsafe на Mac? Что управляет светодиодом? Откуда Mac узнает, какое у него зарядное устройство? В этой статье мы рассмотрим внутреннюю часть разъема Magsafe и ответим на эти вопросы.

Разъем Magsafe представленный Apple в 2006 году очень удобен — он защелкивается на магните и отсоединяется, если за него потянуть. Кроме того, он симметричен, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, какая сторона вверху. Небольшой светодиод на разъеме меняет цвет, показывая состояние зарядки.

Контакты разъема Magsafe 2. Контакты расположены симметрично, поэтому разъем можно подключать любым способом

На рисунке показан разъем Magsafe 2, который тоньше. Обратите внимание, как симметрично расположены штифты — это позволяет подключать разъем любой стороной вверх. Зарядное устройство и компьютер обмениваются данными через контакт адаптера — контакт управления зарядом. 2 контакта заземления немного длиннее остальных, поэтому они вступают в контакт первыми при подключении разъема (так же, как USB).

Разборка разъема Magsafe

Разъем ниже — это более старая версия Magsafe, обратите внимание на немного другую форму по сравнению с Magsafe 2 выше. Также обратите внимание, что средний чувствительный контакт адаптера намного меньше самих контактов, в отличие от Magsafe 2.

старая версия Magsafe

При снятии внешней пластиковой оболочки видим залитый блок полупрозрачного пластика, который помогает рассеивать свет от светодиодов и защищает схему под ним.

Под ним можно увидеть печатную плату, защищенную тонким прозрачным лаком. Провода зарядного устройства припаяны к задней части платы. К блоку зарядного устройства идут всего 2 провода — питание и земля. Передача данных через контакт адаптера с самим зарядным устройством отсутствует.

При разборке разъема видны подпружиненные контакты Pogo, которые образуют физическое соединение с Mac. Пластиковые детали удерживают штифты на месте. Металлический блок слева не намагничен, но притягивается сильным магнитом в разъеме Mac.

подпружиненные контакты Pogo

Печатная плата внутри разъема Magsafe очень маленькая, как вы можете видеть ниже. В середине расположены 2 светодиода: оранжевый/красный и зеленый. Крошечная микросхема слева — это 1-проводной двухканальный адресуемый коммутатор DS2413. Этот чип имеет 2 функции:

1. включает и выключает светодиоды состояния — это часть двухканального переключателя;
2. передает Mac значение идентификатора, указывающее характеристики зарядного устройства и серийный номер.

микросхема DS2413 и 2 светодиода

Чип использует протокол 1-Wire, который представляет собой умную систему подключения низкоскоростных устройств через один провод (плюс земля). Система 1-Wire здесь удобна, поскольку Mac может обмениваться данными с Magsafe через единственный контакт адаптера.

Разбор дентификационного кода зарядного устройства

Вы можете легко получить информацию о зарядном устройстве на Mac если открыть: «Об этом Mac» -> «Подробнее…» -> «Отчет о системе…» -> «Питание». Каждый чип семейства 1-Wire имеет уникальный 64-битный идентификатор, который индивидуально запрограммирован в чипе. Он состоит:

1. 8-битный код семейства, идентифицирующего тип устройства 1-Wire
2. 48-битный уникальный серийный номер
3. 8-битная некриптографическая контрольная сумма CRC, которая проверяет правильность Идентификатора

Компании (например, Apple) могут настраивать идентификационные номера в формате:

1. верхние 12 бит серийного номера используются в качестве идентификатора клиента
2. следующие 12 бит — это данные, указанные клиентом
3. оставшиеся 24 бита — это серийный номер.

Благодаря этой информации информация о зарядном устройстве переменного тока Mac теперь имеет смысл, а на диаграмме ниже показано, как 64-битный идентификатор сопоставляется с информацией о зарядном устройстве. Поле 100 идентификатора представляет собой идентификатор клиента, указывающий Apple. Мощность и версия указаны в 12 битах данных клиента (шестнадцатеричный 3C равен 60 десятичным числам, что означает 60 Вт). Код семейства BA — это код семейства 1-Wire для микросхемы DS2413. Таким образом, большая часть информации о зарядном устройстве переменного тока, представленной Mac, на самом деле представляет собой низкоуровневую информацию о чипе 1-Wire.

Микросхема 1-Wire внутри разъема Magsafe имеет 64-битный идентификационный код — он отображается в свойствах зарядного устройства.

Для зарядных устройств Magsafe 2 идентификатор клиента составляет 7A1 для зарядного устройства на 45 Вт, 921 для зарядного устройства на 60 Вт и AA1 для зарядного устройства на 85 Вт.

Процесс запуска зарядного устройства

Когда разъем Magsafe подключен к Mac, происходит гораздо больше, чем просто подача питания:

1. Зарядное устройство обеспечивает сигнал очень слабого тока (около 100 мкА) напряжением 6 V на контактах питания (3 V для Magsafe 2).
2. Когда разъем Magsafe подключен к Mac, Mac применяет резистивную нагрузку (например, 39,41 кОм), снижая входное напряжение примерно до 1,7 V.
3. Зарядное устройство обнаруживает, что входная мощность понижена, но не слишком низка. (Короткая или значительная нагрузка не активирует зарядное устройство.)
4. Ровно через 1 секунду зарядное устройство переключается на полное напряжение (от 14,85 до 20 V в зависимости от модели и мощности). Внутри зарядного устройства имеется 16-битный микропроцессор для управления этой и другими функциями зарядного устройства.
5. Mac определяет полное напряжение на входе питания и считывает идентификатор зарядного устройства, используя протокол 1-Wire.
6. Если Mac устраивает идентификатор зарядного устройства, он переключает входную мощность на внутреннюю схему преобразования энергии и начинает использовать входную мощность. Mac включает соответствующий светодиод на разъеме, используя протокол 1-Wire.

Этот процесс объясняет, почему после подключения зарядного устройства проходит секундная задержка, прежде чем загорится индикатор и компьютер покажет, что аккумулятор заряжается. Это также объясняет, почему, если вы измерите выходную мощность зарядного устройства с помощью вольтметра, вы не обнаружите большого напряжения.

Сложная последовательность шагов обеспечивает большую безопасность, чем обычное зарядное устройство. Поскольку зарядное устройство поначалу выдает очень низкий ток, риск короткого замыкания при подключении разъема меньше. Поскольку зарядное устройство ждет целую секунду перед включением, разъем Magsafe, скорее всего, будет надежно подключен к моменту подачи полной мощности. Однако функция безопасности не является надежной, как показывает сгоревший разъем, который я разорвал.

Выводы

Разъем для зарядного устройства Magsafe — это нечто большее, чем кажется. Центральный контакт разъема (контакт датчика адаптера) — управляет крошечным чипом, который идентифицирует зарядное устройство и управляет светодиодным индикатором состояния. Это часть сложного взаимодействия между зарядным устройством и Mac.