Magsafe konektor

lámali jste si někdy hlavu s tím, co je uvnitř konektoru Magsafe k Macu?V tomto článku se podrobně podíváme, rozebereme a prozkoumáme, co je uvnitř Magsafe konektoru v Macu.

Rozebrání a prozkoumání Magsafe konektoru společnosti Apple

Lámali jste si někdy hlavu s tím, co je uvnitř konektoru Magsafe k Macu? Co ovládá LEDku v konektoru? Jak Mac rozpozná o jaký typ nabíječky se jedná? Tento článek se podívá pod slupku Magsafe konektoru a zodpoví všechny tyto otázky.

Magsafe konektor, představený společností Apple v roce 2006, je velmi praktický. Uchycuje se pomocí magnetu a odpojí se, pokud za něj zatáhnete. Jako bonus je symetrický, takže se nemusíte starat o to, kterou stranou ho připojíte. Malá LED dioda na konektoru signalizuje stav nabíjení.

Obrázek níže zobrazuje novější verzi, Magsafe 2, který je užší. Všimněte si, jak jsou symetricky uspořádány piny, což umožňuje zapojení s kteroukoliv stranou na vrchu. Adaptér a počítač komunikují skrz tzv. „komunikační (sense) pin“ (také nazývaný jako „napájení kontrolující (charge control) pin“), kterému se budeme podrobněji věnovat dále.

Dva uzemňovací (ground) piny jsou o trošku delší než piny ostatní, takže se dotknou zařízení jako první, když konektor připojujete.

Piny Magsafe 2 konektoru. Piny jsou uspořádány symetricky – což umožňuje konektoru připojení oběma stranami nahoru.

Rozebrání Magsafe konektoru

V servisu se nám objevil Magsafe adaptér s vyhořelými napájecí piny, jak je patrné z fotky níže, tak nás napadlo, že bychom ho mohli rozebrat a podívat se, co je uvnitř.

Konektor na obrázku níže je starší verze, povšimněte si značně rozdílného tvaru v porovnání s Magsafe 2 na obrázku výše. Také stojí za povšimnutí, že prostřední, komunikační „sense“ pin je oproti ostatním pinům mnohem menší, než v případě Magsafe 2.

Odstranění vnější, plastové schránky odhalí obal z měkké, voskové plastové hmoty, možná polyetylenu, která pomáhá rozptýlit světlo z LED diody a také má za úkol chránit obvod uvnitř.

Po proniknutí touto měkkou vrstvou nalezneme malou desku s obvody, chráněnou tenkým, průhledným, plastovým obalem. Napájecí kabely jsou připájeny zezadu této desky. Pouze dva kabely – napájecí a uzemňovací  – vedou až do napájecí jednotky. To znamená, že nedochází k žádnému přenosu dat mezi datovým kontrolním pinem
a napájecí jednotkou samotnou.

Rozebráním konektoru se dostaneme k pružinovým pinům, které zajišťují fyzické připojení k Macu. Plastové součástky pouze drží piny na svých místech. Kovový blok nalevo není magnetický, místo toho je přitahován silným magnetem, který je obsažen v konektoru každého Macu.

Deska s obvody uvnitř Magsafe konektoru je velmi malá, jak je patrné z obrázku níže. Uprostřed jsou dvě LED diody,jedna zelená druhá oranžová. Malinkatý chip nalevo je DS2413 1-Wire Dual Channel Addressable Switch. Tento chip plní dvě funkce. První je, že zapíná a vypíná LED diody. Druhou je to, že poskytuje ID identifikační hodnotu Macu, určující parametry a sériové číslo adaptéru.

Chip využívá tzv. „Jednodrátový protokol“ (1-Wire Protocol), což je velmi chytrý systém pro připojení nízkorychlostních jednotek pomocí jediného vodiče (plus uzemnění). Jednodrátový protokol je zde praktický díky tomu, že Mac dovede komunikovat s Magsafe konektory skrz jediný ovládací „sense“ pin.

Porozumění ID kódu adaptéru

Snadno si můžete zobrazit informace o adaptéru na každém Macu („About this Mac“, „More Info…“, „System Report…“, „Power“), ale mnoho z těchto informací je matoucích. Příkon a sériové číslo dávají smysl, ale co takové ID, revize nebo rodina? Ukazuje se, že tyto informace jsou součástí Jednodrátového protokolu uvnitř konektoru.

Každý chip, který je v této rodině má unikátní, 64 bitové ID, které je laserem programováno přímo do chipu. Dle Jednodrátového standartu, se 64 bitové ID skládá z 8bitového family kódu, který určuje typ jednodrátového zařízení, dále pak ze 48 bitového, unikátního, sériového čísla a nakonec z 8 bitové nekryptografického CRC součtu, který kontroluje, zdali je ID číslo správné.

Společnosti, jako například Apple, si mohou přizpůsobit ID čísla. Prvních 12 bitů je použito jako ID zákazníka, dalších 12 bitů jsou data specifikována zákazníkem a zbývajících 24 bitů je sériové číslo.

Díky těmto informacím konečně dávají informace poskytované adaptérem smysl.  Diagram na dalším obrázku znázorňuje, jak 64 bitová ID mapuje informaci o adaptéru. Pole ID 100 je zákaznické ID, které značí Apple. Příkon a revize jsou v 12 bitové informaci v části zákaznických dat (hex 3C je 60 decimálně, což značí 60 Wattů). Rodinný „family“ kód BA je Jednodrátový kód pro čip DS2413.

Pokud tedy vezmeme v potaz vše, co jsme zjistili o informacích poskytovaných adaptérem, zjistíme, že velká část z nich jsou pouze nízko úrovňové informace o chipu.

Chip uvnitř Magsafe konektoru má 64 bitový ID kód. Tato ID mapa jasně zobrazuje vlastnosti adaptéru zobrazené pod záložkou „About This Mac.“

Bohužel, nic není tak jednoduché, jak se na první pohled může zdát. Později vyrobené adaptéry z nějakého důvodu používají rodinný kód 85. To ovšem neznamená 85 Wattový adaptér. Také to neodpovídá rodině Jednodrátového zařízení, takže to může být naprosto náhodně zvolené číslo. U verze Magsafe 2 adaptérů je zákaznické ID rovno 7A1 pro 45 wattové adaptéry, 921 pro 60 wattové adaptéry a AA1 pro 85 wattový adaptér.

Je podivné používat jednotlivé zákaznické ID pro rozdílné modely. Ještě podivnější je, že 85 wattový adaptér v ID poli pro příkon obsahuje číslo 60 (3C hex) a ne 85, ačkoliv se 85 wattů zobrazuje na informační obrazovce. Revize není u novějších modelů adaptérů vůbec zobrazena.

U Magsafe 2 konektoru, 64 bitové ID znázorňuje v Zákaznických datech („Customer Data“) menší příkon (60W) místo 85W.

Jak přečíst ID číslo

Přečíst ID z Magsafe konektoru je velmi snadné. Vše, co k tomu potřebuje te Arduino deska a jednoduchý 2Kohm rezistor.  Společně s Arduino 1-Wire Library Paula Stoffregena (http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_OneWire.html) a jednoduchým Arduino programem (http://files.righto.com/files/magsafe_read.ino).

Pouhým dotknutím se uzemňovacím kabelem na vnější uzemňovací pin Magsafe konektoru a datovým kabelem na vnitřní „sense“ pin Vám umožní okamžitě přečíst a zobrazit 64 bitové ID číslo. Adaptér NENÍ třeba zapojit do elektrické zásuvky – a vlastně Vám to ani neodporučuji, vzhledem k tomu, že jedna ze zajímavých vlastností Jednodrátového protokolu je, že zařízení dovede napájet sama sebe, paraziticky z datového kabelu bez samostatného zdroje energie.

64 bitové ID může být načteno z Magsafe konektoru napojením vnějšího pinu s uzemněním a prostředního pinu s Jednokabelovou datovou linkou.
Abychom věci ještě více zjednodušili – sériové číslo může být zobrazeno na LCD displeji. Obvod vypadá složitě, ale je to jen další změť drátů připojená na LCD displej (http://www.dreamdealer.nl/tutorials/connecting_a_1602a_lcd_display_and_a_light_sensor_to_arduino_uno.html). Pomocí dalšího jednoduchého programu (http://files.righto.com/files/magsafe_lcd.ino) je možné zobrazit 64 bitové ID číslo na spodním řádku LCD displeje. Horní řádek je nápověda definující jednotlivé části kódu. „cc“ znamená CRC kontrolu, „id“ je zákaznické ID, „ww“ je příkon ve Wattech, „r“ je revize, „serial“ je sériové číslo a „ff“ je rodina.
číslo na spodním obrázku odpovídá 85 wattovému adaptéru (55 hex = 85 decimální).

Jednodrátová ID čtečka s LCD displejem. Pomocí dotyků kabelů s kontakty na konektoru Magsafe adaptéru je možné na spodním řádku LCD displeje zobrazit ID kód. Horní řádek označuje jednotlivé složky kódu: CRC check, customer id, wattage, revision, serial number, a family.
(zdroj: http://www.righto.com/2013/06/teardown-and-exploration-of-magsafe.html)