Testador de Magnetômetro

Falhas de magnetômetro são sutis e geralmente só aparecem quando aplicativos de bússola apontam na direção errada ou quando experiências AR derivam silenciosamente. As causas incluem contaminação de ferro duro de uma capa de telefone com ímãs (anéis MagSafe, suportes), proximidade a alto-falantes de laptops, corrupção de recalibração após uma atualização de firmware, e dano físico ao próprio sensor. O teste revela se os três eixos respondem, se a magnitude total do campo corresponde à faixa esperada de 25–65 μT para sua localização (procure seu valor na calculadora de campo magnético da NOAA), e se rotacionar o telefone produz leituras suaves do campo. Edifícios com estrutura de aço internos frequentemente distorcem leituras em 20–100 μT, o que este testador também ajuda a visualizar.

A magnitude do campo na superfície da Terra varia de 25 μT perto do equador magnético a cerca de 65 μT perto dos polos magnéticos. Em uma localização típica de latitude média como Nova York, Madrid ou Tóquio, espere aproximadamente 45–55 μT de magnitude total com um componente horizontal de 20–25 μT. Internamente, estruturas de aço, eletrodomésticos e vergalhões de concreto podem empurrar leituras bem além desta faixa — valores de 100–500 μT são comuns perto de uma geladeira ou alto-falante. Ímãs de neodímio fortes podem saturar o sensor em 1000+ μT. O valor de referência para suas coordenadas GPS exatas pode ser consultado usando o World Magnetic Model (WMM2025), atualizado a cada cinco anos pela NOAA/BGS, e é o que aplicativos de calibração comparam sua leitura.

Dois efeitos distorcem rumos de bússola: interferência de ferro duro e ferro mole. A interferência de ferro duro vem de ímãs permanentes perto do sensor (ímãs de capa, anéis MagSafe, até alguns protetores de tela) e adiciona um offset constante às leituras X/Y/Z — seus pontos de dados em 3D formam uma esfera deslocada da origem. A interferência de ferro mole vem de materiais ferromagnéticos (vigas de aço, portas de geladeira, quadros de carro) que distorcem o campo local e transformam essa esfera em um elipsoide. Aplicativos de calibração pedem para você rotacionar o telefone em um padrão de oito para mapear o deslocamento e estiramento, depois subtraí-los em software. Recalibre sempre que você trocar capas de telefone, e sempre teste ao ar livre.

O offset de ferro duro desloca cada eixo por uma constante — se um pequeno ímã fica a 1 cm do sensor, você pode ver +30 μT em X independentemente da orientação. A correção é estimativa de viés: colete amostras enquanto rotaciona o telefone em todas as direções, calcule o centro da nuvem de pontos resultante, e subtraia esses valores de cada leitura futura. A distorção de ferro mole escala as leituras diferentemente ao longo de diferentes eixos, deformando a esfera de calibração em um elipsoide. A correção é uma matriz de transformação 3×3 derivada ao ajustar um elipsoide aos dados e invertê-lo. Telefones modernos executam esta calibração continuamente em segundo plano, mas mudanças ambientais rápidas exigem um movimento fresco de oito para reanchorar os offsets.

O World Magnetic Model (WMM2025, atualmente válido até 2029) é uma descrição matemática do campo magnético principal da Terra, atualizado a cada cinco anos pelos Centros Nacionais de Informações Ambientais da NOAA e o British Geological Survey. Ele diz a força esperada do campo, declinação (o ângulo entre norte magnético e norte verdadeiro), e inclinação em qualquer latitude/longitude/altitude na Terra. Telefones usam o WMM para converter leituras brutas do magnetômetro em rumos de bússola verdadeiros — sem ele, uma bússola apontando para o norte magnético estaria desviada em até 30° em algumas regiões. A declinação deriva ~0,1° por ano, por isso o modelo precisa de atualizações periódicas. Você pode consultar sua declinação local na calculadora de campo magnético da NOAA.

Duas APIs estão envolvidas. O legado DeviceOrientationEvent dispara valores alpha que são fundidos com dados do magnetômetro para produzir um rumo de bússola em graus — isto funciona no Safari iOS (com permissão) e Android Chromium. A mais nova Generic Sensor API expõe classes Magnetometer e AbsoluteOrientationSensor que retornam valores μT brutos por eixo junto com um indicador de precisão de calibração (LOW/MEDIUM/HIGH). Generic Sensor é atualmente suportado em navegadores baseados em Chromium atrás de uma flag e via a permissão Sensor. No iOS, acesso bruto ao magnetômetro não é exposto à web — apenas o rumo de bússola fundido do DeviceOrientationEvent.webkitCompassHeading. Esta ferramenta detecta APIs disponíveis e retrocede graciosamente.

Magnetômetros de três eixos de consumo (AKM AK0991x, ST LIS3MDL, Memsic MMC5983) são caracterizados por faixa de fundo de escala (±1300 μT a ±4900 μT típico), resolução (0,15–0,6 μT/LSB), densidade de ruído (0,3–1,5 μT RMS), e estabilidade de offset de campo zero sobre temperatura. ISO 12000 cobre procedimentos de medição de campo magnético, e IEEE 1451.4 padroniza a interface de sensor inteligente. O modelo de campo de referência é o WMM2025 mantido pela NOAA/BGS, contra o qual todas as bússolas de consumo são calibradas. Para comparação, magnetômetros fluxgate de grau científico usados por geofísicos atingem resolução de 0,01 nT — cerca de 15.000 vezes mais sensível que um telefone — mas custam milhares de dólares. Para uso de consumo, magnetômetros de telefone facilmente atendem a especificação de precisão de bússola de aviação IATA de ±5° de rumo.