拆解探索MagSafe電源接口結構和訓示燈變顔色原理

你有沒有想過一個Mac的MagSafe接頭裡面有什麼？ 控制光線是什麼？ 在Mac如何知道它是什麼樣的充電器？ 本文探讨的MagSafe連接配接器内，并回答這些問題。

　　2006年由蘋果公司推出的MagSafe接頭十分友善，他靠磁力吸在Mac身上，插拔友善而且有人踢到電源線時會自動斷開，而且不分反正。 連接配接器上的一個小LED燈改變顔色訓示充電狀态。

　　下面的圖檔顯示了新的MagSafe 2連接配接器，很苗條，陣腳這樣的排列方法使它可以不用區分反正。 充電器和計算機通過擴充卡檢測引腳連通（也稱為充電控制引腳），本文将在下面詳細解釋。 兩個接地引腳比别的引腳稍長，是以當你插上連接配接器他們會首先接觸，這點跟USB相同。

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MagSafe接頭拆解

　　我有一個MagSafe電源電纜發生故障導緻燃燒的電源引腳，你可以看到下面的照片，我拆開看看裡面究竟是什麼。 下面的連接配接器是一個較舊的MagSafe，跟上邊的Magsafe2相比還是有很大差別的。 還要注意，中間擴充卡引腳遠遠小于其他引腳，不像MagSafe2。

　　卸下塑膠外殼裡邊有一塊軟塑膠，也許是聚乙烯，有助于彌​​漫LED發出的光，并保護底下的電路。

　　切割掉保護電路闆的透明塑膠塗層，該充電器電線焊接此闆的背面上。 隻有兩根線，電源線和地線連接配接到充電器。擴充卡針腳與充電器本身有沒有資料通信。

　　拆卸連接配接器可以看到彈簧加載的“ 波戈銷 “，可以形成實體連接配接到Mac。 塑膠部件支撐着針腳，下圖左側的金屬塊并沒有磁力，但可以被Mac的連接配接器的強力磁鐵所吸引。

　　你可以在下圖中看到MagSafe連接配接器的内部電路闆非常小，在中間有兩個LED，桔黃色/紅色和綠色，左邊是一個微小的晶片DS2413 1-Wire雙通道可尋址開關 。 該晶片有兩個功能：控制開關上的狀态LED（即“雙通道開關”部分），另外它也記錄提供充電器的規格和序列号的ID值。

　　該晶片采用1-Wire協定 ，這是一個聰明的系統，可以通過一條線連接配接低速裝置（加上接地）。 1-Wire系統很友善，在這裡，Mac可以通過一個擴充卡檢測引腳與MagSafe通信。

了解充電器的ID代碼

　　您可以在Mac上輕松找到充電器資訊（打開“關于本機”，“更多資訊”，“系統報告”，“電源”），裡邊的瓦數和序列号很好了解，但ID、Revision和Family是哪來的？ 事實證明，這些都是用于晶片内部連接配接器1-Wire協定的一部分。

　　1-Wire家族中的每一個晶片都有一個唯一的64位ID（如圖可以看到為16進制，每4位可以表示一個數字）。 在1-Wire 标準中，64位ID由8位家族碼識别1-Wire器件的類型，一個48位的唯一序列号，以及一個8位非加密的CRC校驗用以驗證ID是否正确。 這些公司（比如蘋果）可以自定義ID号：頂端12位的序列号被用作一個客戶ID，接下來的12位資料由客戶指定的，而其餘的24位為序列号。

　　有了這些資訊，現在Mac的AC充電器資訊來源可依了，下面的圖顯示了如何用64位ID映射充電器的資訊。 ID字段100表明蘋果的客戶ID，在12位客戶的資料（十六進制3C是十進制的60，表明60瓦）的功率和修訂，家庭代碼BA是1-Wire家族代碼為DS2413的晶片。 是以，AC充電器資訊實際上是1-Wire晶片的底層資訊。

　　有些充電器資訊可能是下圖的樣子，因為一些原因後來的充電器使用家族碼為85，這并不代表這是一個85瓦的充電器。以MacSafe2為例，在客戶ID中使用7A1表示45瓦，921表示60瓦，AA1表示85瓦。令人奇怪的是，這個85瓦充電器仍然包含60瓦的資訊（16進制的3C）。

如何讀ID号

　　讀取MagSafe接頭ID号碼很容易，使用Arduino闆和一個2K上拉電阻，以及Paul Stoffregen的Arduino 1-Wire庫和簡單的Arduino程式。

　　連接配接MagSafe連接配接器地線外和資料線内擴充卡感引腳可以讓Arduino立即讀取并顯示的64位ID号，該充電器不需要接電。

　　用來在液晶屏上顯示序列号的電路看起來比較複雜，其實隻需要利用一個簡單的程式，就可以将64ID号碼顯示出來。

控制MagSafe狀态訓示燈

　　Mac控制的MagSafe連接配接器燈光通過擴充卡引腳發送指令到DS2413 1-Wire開關IC控制兩對LED的開啟或關閉狀态。 通過擴充卡針腳發送相應的指令到IC，一個Arduino可以随意控制LED。  

充電器的啟動過程

　　每次把 MagSafe 電源插到蘋果電腦側面的接口上時，會經過以下步驟：

　　插到電腦上之前，MagSafe 隻維持大約 100 µA 的極弱電流

　　插頭吸到蘋果電腦上一瞬間，MagSafe 電源檢測到上面說的那股極弱電流遇到了阻性負載，電阻值也吻合，于是開始全功率供電。蘋果電腦檢測到電源口有供電後，就通過接口中間那個觸點讀取 MagSafe 晶片裡儲存的身份資訊，确認後就接受供電。

　　蘋果電腦通過接口中間那個觸點發送信号給 MagSafe 電源裡的晶片，控制插頭上那顆 LED 燈改變顔色以顯示供電狀态：電池充電中（橙色）還是電池已充滿隻給主機供電（綠色）。