MagSafe: come funziona la connessione magnetica tra due dispositivi

MagSafe è una tecnologia di connessione magnetica sviluppata da Apple per i suoi prodotti. Inizialmente introdotta per i MacBook come un metodo di connessione sicuro per i caricabatterie, è diventata disponibile anche sugli iPhone. L’idea è quella di gestire eventuali sollecitazioni accidentali sul cavo di ricarica: il connettore MagSafe si sgancia facilmente senza danni al dispositivo o al cavo.

Con l’introduzione di MagSafe per iPhone, la tecnologia diventa una soluzione adatta a offrire una ricarica wireless di tipo magnetico. Gli iPhone compatibili con MagSafe, hanno magneti incorporati che consentono ai caricabatterie e agli accessori MagSafe di aderire magneticamente alla parte posteriore del dispositivo garantendo un’operazione di ricarica wireless più sicura e stabile.

La tecnologia MagSafe sfrutta il magnetismo per allineare il caricabatterie sulla parte posteriore degli iPhone: in questo modo il posizionamento è sempre corretto e la ricarica wireless può avvenire in modo efficiente. Gli stessi magneti consentono anche il collegamento di vari accessori come custodie, portafogli o supporti che si agganciano magneticamente al retro del telefono.

L’effetto è ben visibile in questo video con un caricatore MagSafe e con un accessorio Apple: in tutti i casi, la forza magnetica stabilisce un “legame forte” con l’iPhone indipendentemente dall’orientamento.

I segreti del funzionamento di Apple MagSafe

Un ricercatore indipendente racconta di essere rimasto sempre impressionato dalla precisione con cui i dispositivi MagSafe riescono ad allinearsi sul dorso dell’iPhone. Il suo interesse è stato catturato da una particolare proprietà di auto-allineamento dei magneti. Così, si è deciso a studiare come funzionano i magneti di MagSafe rappresentandone i relativi campi magnetici e le forze da essi generati.

Partendo dalle linee guida Apple per la progettazione e realizzazione di accessori compatibili, il ricercatore ha usato il pacchetto Magpylib per Python al fine di simulare il comportamento dell’array di magneti. Ha costruito modelli 3D basati sulle misure prese dagli schemi Apple e ha generato visualizzazioni dei campi magnetici, usando linee di campo per comprenderne meglio il comportamento.

Calcolo delle forze in gioco e posizionamento dei magneti

Successivamente, il ricercatore ha cercato di calcolare le forze generate dagli array di magneti. Dopo vari tentativi con diversi software e approcci differenti, ha optato per semplificare il problema riducendo i magneti tridimensionali a magneti ideali puntiformi e utilizzando equazioni fisiche per calcolare le forze tra di essi.

Una volta trovata un’equazione adatta, ha potuto finalmente calcolare e visualizzare le forze magnetiche responsabili dell’allineamento dei magneti MagSafe. Ha prodotto animazioni che mostrano chiaramente come le forze agiscono sull’array.

Simulazione interattiva del campo magnetico

Quando i due dispositivi compatibili MagSafe sono “collegati” reciprocamente, molte linee di forza magnetiche permettono di stabilire un legame saldo. Applicando una forza esterna in senso orizzontale, le linee di forza tendono a separarsi dal centro e alla di stanza di 6 mm, le linee del campo magnetico si dividono. Lo si vede chiaramente nell’animazione pubblicata poco sopra.

Per rendere le sue simulazioni più interattive, l’esperto ha portato il suo codice da Python a p5.js, un framework JavaScript per creare visualizzazioni e animazioni interattive. Ha creato una simulazione che consente di spostare gli array di magneti interattivamente utilizzando il mouse o gli appositi slider per visualizzare dinamicamente le linee di forza magnetiche generate a valle di ciascuna interazione.

Le simulazioni e i modelli sono disponibili pubblicamente. Anzi, l’autore dell’intrigante progetto invita gli utenti a fare esperimenti spiegando che le sue verifiche possono aprire la strada a una serie di applicazioni future. Si pensi alla possibilità di sviluppare e realizzare dispositivi “bimodali” che possono aderire a diversi tipi di prodotti oltre a nuovi device come una batteria MagSafe ricaricabile via USB-C.

Le immagini sono tratte dal video di Kavi e dall’articolo “Magnetically Modelling MagSafe“.