Testeur de magnétomètre

Les défaillances de magnétomètre sont subtiles et n'apparaissent généralement que lorsque les applications de boussole pointent dans la mauvaise direction ou lorsque les expériences AR dérivent silencieusement. Les causes incluent la contamination par fer dur d'une coque de téléphone avec aimants (anneaux MagSafe, béquilles), la proximité aux haut-parleurs d'ordinateur portable, la corruption de recalibration après une mise à jour de firmware, et les dommages physiques au capteur lui-même. Le test révèle si les trois axes répondent, si la magnitude totale du champ correspond à la plage attendue de 25–65 μT pour votre emplacement (recherchez votre valeur sur le calculateur de champ magnétique NOAA), et si la rotation du téléphone produit des lectures de champ fluides. Les bâtiments à ossature d'acier en intérieur distordent souvent les lectures de 20–100 μT, ce que ce testeur aide aussi à visualiser.

La magnitude du champ à la surface de la Terre varie de 25 μT près de l'équateur magnétique à environ 65 μT près des pôles magnétiques. À un emplacement typique de latitude moyenne comme New York, Madrid ou Tokyo, attendez-vous à environ 45–55 μT de magnitude totale avec une composante horizontale de 20–25 μT. En intérieur, les structures en acier, appareils électriques et armatures en béton peuvent pousser les lectures bien au-delà de cette plage — des valeurs de 100–500 μT sont courantes près d'un réfrigérateur ou haut-parleur. Les aimants néodyme puissants peuvent saturer le capteur à 1000+ μT. La valeur de référence pour vos coordonnées GPS exactes peut être recherchée en utilisant le World Magnetic Model (WMM2025), mis à jour tous les cinq ans par NOAA/BGS, et c'est ce que les applications de calibration comparent à votre lecture.

Deux effets déforment les caps de boussole : l'interférence de fer dur et de fer mou. L'interférence de fer dur provient d'aimants permanents près du capteur (aimants de coque, anneaux MagSafe, même certains protecteurs d'écran) et ajoute un offset constant aux lectures X/Y/Z — vos points de données en 3D forment une sphère déplacée de l'origine. L'interférence de fer mou provient de matériaux ferromagnétiques (poutres d'acier, portes de réfrigérateur, châssis de voiture) qui distordent le champ local et transforment cette sphère en ellipsoïde. Les applications de calibration vous demandent de faire tourner le téléphone en motif de huit pour cartographier le déplacement et l'étirement, puis les soustraire en logiciel. Recalibrez chaque fois que vous changez de coque de téléphone, et testez toujours en extérieur loin des bâtiments en acier.

L'offset de fer dur décale chaque axe d'une constante — si un petit aimant se trouve à 1 cm du capteur, vous pourriez voir +30 μT sur X indépendamment de l'orientation. La correction est l'estimation de biais : collectez des échantillons en faisant tourner le téléphone dans toutes les directions, calculez le centre du nuage de points résultant, et soustrayez ces valeurs de chaque lecture future. La distorsion de fer mou met les lectures à l'échelle différemment selon différents axes, déformant la sphère de calibration en ellipsoïde. La correction est une matrice de transformation 3×3 dérivée en ajustant un ellipsoïde aux données et en l'inversant. Les téléphones modernes exécutent cette calibration en continu en arrière-plan, mais des changements environnementaux rapides nécessitent un nouveau mouvement de huit pour réancrer les offsets.

Le World Magnetic Model (WMM2025, actuellement valide jusqu'en 2029) est une description mathématique du champ magnétique principal de la Terre, mis à jour tous les cinq ans par les Centres Nationaux d'Information Environnementale de NOAA et le British Geological Survey. Il vous indique la force attendue du champ, la déclinaison (l'angle entre le nord magnétique et le nord vrai), et l'inclinaison à n'importe quelle latitude/longitude/altitude sur Terre. Les téléphones utilisent le WMM pour convertir les lectures brutes du magnétomètre en caps de boussole vrais — sans lui, une boussole pointant vers le nord magnétique serait décalée jusqu'à 30° dans certaines régions. La déclinaison dérive ~0,1° par an, c'est pourquoi le modèle a besoin de mises à jour périodiques. Vous pouvez consulter votre déclinaison locale sur le calculateur de champ magnétique NOAA.

Deux APIs sont impliquées. L'ancien DeviceOrientationEvent déclenche des valeurs alpha qui sont fusionnées avec les données du magnétomètre pour produire un cap de boussole en degrés — cela fonctionne sur Safari iOS (avec permission) et Android Chromium. La plus récente Generic Sensor API expose les classes Magnetometer et AbsoluteOrientationSensor qui renvoient des valeurs μT brutes par axe avec un indicateur de précision de calibration (LOW/MEDIUM/HIGH). Generic Sensor est actuellement pris en charge sur les navigateurs basés sur Chromium derrière un drapeau et via la permission Sensor. Sur iOS, l'accès brut au magnétomètre n'est pas exposé au web — seul le cap de boussole fusionné de DeviceOrientationEvent.webkitCompassHeading. Cet outil détecte les APIs disponibles et retombe gracieusement.

Les magnétomètres trois axes grand public (AKM AK0991x, ST LIS3MDL, Memsic MMC5983) sont caractérisés par la plage pleine échelle (±1300 μT à ±4900 μT typique), la résolution (0,15–0,6 μT/LSB), la densité de bruit (0,3–1,5 μT RMS), et la stabilité de l'offset à champ zéro sur la température. ISO 12000 couvre les procédures de mesure de champ magnétique, et IEEE 1451.4 standardise l'interface de capteur intelligent. Le modèle de champ de référence est le WMM2025 maintenu par NOAA/BGS, contre lequel toutes les boussoles grand public sont calibrées. À titre de comparaison, les magnétomètres fluxgate de grade scientifique utilisés par les géophysiciens atteignent une résolution de 0,01 nT — environ 15 000 fois plus sensible qu'un téléphone — mais coûtent des milliers de dollars. Pour un usage grand public, les magnétomètres de téléphone répondent facilement à la spécification de précision de boussole d'aviation IATA de ±5° de cap.