ArduMag – MEMS magnetometer calibration made easy

ardumag

We needed a way to calibrate an external 3-axis MEMS magnetometer (HMC5883L) module (connected to an Arduino) with an Android device…and so I did develop ‘ArduMag‘, a portable Android compass calibration app.

ArduMag generally works with any compass/magnetometer module (e.g. HMC5883L), any microcontroller (e.g. Arduino) and any Bluetooth module (e.g. HC-06).

You send the raw magnetometer data via Bluetooth (or in a file) and the app will calculate and send back calibration parameters  (using Elliposid fitting method) that you can apply to correct your raw magnetometer measurements from soft and hard iron errors.

How to use it?

1. Download ‘ArduMag‘ on Google Play and run it.

2. Pair your serial Bluetooth module with your Android device. In ‘ArduMag’, press ‘Menu->Bluetooth‘ to connect to your bluetooth module (once connected, ‘ArduMag’ will send the initial sequence ‘{ardumag}’ to your microcontroller)

3. Turn the compass module around all axis, and send the raw compas data (x y z) to the ArduMag app (via Bluetooth or in a file) – example:
10   -45    94
11   -44    93
11   -33    92
etc.
NOTE: xyz-fields must be separated by TAB-characters (‘\t’)

In ArduMag, you’ll see the number of points received and a 3D visualization of your raw measurements. When sufficient measurements have been transmitted, you’ll see an Ellipsoid.

shot1

4. Press ‘Calibrate‘ to perform the Ellipsoid fitting and compute the calibration parameters. ‘ArduMag’ will show the calibrated measurements – this should be a sphere now:
shot2

Additionally, ‘ArduMag’ will send back the computed calibration parameters (via Bluetooth) – example:
{ardumagB00|287.75}
{ardumagB10|-87.3165}
{ardumagB20|7.465}
{ardumagA00|1.123}
{ardumagA01|0.075}
{ardumagA02|0.075}
{ardumagA10|0.123}
{ardumagA11|1.075}
{ardumagA12|0.075}
{ardumagA20|0.123}
{ardumagA21|0.075}
{ardumagA22|1.075}

5. Use these calibration parameters to correct your future raw magnetometer measurements like this:

double x = comRaw.x – B00;
double y = comRaw.y – B10;
double z = comRaw.z – B20;

comCalibrated.x = (A00 * x + A01 * y + A02 * z) ;
comCalibrated.y = (A10 * x + A11 * y + A12 * z) ;
comCalibrated.z = (A20 * x + A21 * y + A22 * z) ;

3 thoughts on “ArduMag – MEMS magnetometer calibration made easy”

  1. Ich bekomme mit folgenden Daten einer parserfehler : 1

    53.000000 700.000000 -77.000000
    54.000000 699.000000 -77.000000
    55.000000 698.000000 -80.000000
    55.000000 698.000000 -80.000000
    53.000000 696.000000 -77.000000
    55.000000 699.000000 -77.000000
    56.000000 699.000000 -78.000000
    55.000000 700.000000 -80.000000
    54.000000 699.000000 -81.000000
    54.000000 697.000000 -80.000000
    57.000000 698.000000 -79.000000
    56.000000 699.000000 -79.000000
    58.000000 697.000000 -77.000000
    56.000000 696.000000 -80.000000
    54.000000 699.000000 -76.000000
    57.000000 699.000000 -80.000000
    54.000000 698.000000 -82.000000
    53.000000 698.000000 -78.000000
    54.000000 696.000000 -78.000000
    53.000000 697.000000 -78.000000
    55.000000 700.000000 -81.000000
    52.000000 697.000000 -79.000000
    55.000000 699.000000 -78.000000
    56.000000 697.000000 -80.000000
    53.000000 699.000000 -78.000000
    53.000000 700.000000 -80.000000
    55.000000 697.000000 -79.000000
    55.000000 698.000000 -77.000000
    54.000000 699.000000 -79.000000
    55.000000 698.000000 -79.000000
    56.000000 697.000000 -77.000000
    53.000000 698.000000 -79.000000
    53.000000 697.000000 -82.000000
    54.000000 699.000000 -79.000000
    57.000000 695.000000 -78.000000
    55.000000 698.000000 -81.000000
    54.000000 697.000000 -77.000000
    56.000000 699.000000 -79.000000
    55.000000 700.000000 -80.000000
    55.000000 699.000000 -79.000000
    57.000000 697.000000 -78.000000
    53.000000 699.000000 -80.000000
    53.000000 699.000000 -83.000000
    55.000000 696.000000 -77.000000
    55.000000 698.000000 -80.000000
    54.000000 697.000000 -76.000000
    54.000000 697.000000 -79.000000
    54.000000 699.000000 -79.000000
    56.000000 698.000000 -80.000000
    55.000000 699.000000 -80.000000
    56.000000 698.000000 -78.000000
    53.000000 698.000000 -81.000000
    54.000000 697.000000 -80.000000
    57.000000 700.000000 -78.000000
    54.000000 697.000000 -80.000000
    54.000000 698.000000 -80.000000
    56.000000 698.000000 -80.000000
    55.000000 700.000000 -79.000000
    50.000000 697.000000 -79.000000
    53.000000 697.000000 -79.000000
    54.000000 699.000000 -77.000000
    58.000000 699.000000 -80.000000
    56.000000 699.000000 -78.000000
    57.000000 700.000000 -77.000000
    56.000000 699.000000 -79.000000
    55.000000 698.000000 -78.000000
    55.000000 698.000000 -79.000000
    54.000000 695.000000 -79.000000
    58.000000 698.000000 -79.000000
    56.000000 700.000000 -77.000000
    57.000000 699.000000 -80.000000
    56.000000 698.000000 -78.000000
    56.000000 698.000000 -81.000000
    57.000000 698.000000 -81.000000
    61.000000 700.000000 -78.000000
    104.000000 701.000000 -86.000000
    143.000000 697.000000 -94.000000
    194.000000 694.000000 -93.000000
    247.000000 691.000000 -88.000000
    306.000000 675.000000 -85.000000
    345.000000 660.000000 -89.000000
    374.000000 646.000000 -89.000000
    392.000000 629.000000 -92.000000
    423.000000 607.000000 -89.000000
    433.000000 591.000000 -96.000000
    448.000000 571.000000 -98.000000
    468.000000 542.000000 -96.000000
    483.000000 512.000000 -101.000000
    500.000000 463.000000 -91.000000
    510.000000 427.000000 -95.000000
    509.000000 400.000000 -97.000000
    511.000000 366.000000 -97.000000
    503.000000 321.000000 -95.000000
    498.000000 288.000000 -100.000000
    484.000000 241.000000 -98.000000
    469.000000 204.000000 -101.000000
    456.000000 163.000000 -93.000000
    428.000000 102.000000 -88.000000
    405.000000 60.000000 -83.000000
    361.000000 -3.000000 -82.000000
    285.000000 -94.000000 -73.000000
    254.000000 -126.000000 -75.000000
    210.000000 -171.000000 -65.000000
    169.000000 -215.000000 -47.000000
    162.000000 -216.000000 -49.000000
    126.000000 -239.000000 -54.000000
    136.000000 -237.000000 -48.000000
    126.000000 -246.000000 -36.000000
    92.000000 -272.000000 -35.000000
    69.000000 -288.000000 -27.000000
    59.000000 -292.000000 -26.000000
    47.000000 -301.000000 -30.000000
    -4.000000 -325.000000 -40.000000
    -53.000000 -345.000000 -51.000000
    -73.000000 -357.000000 -55.000000
    -113.000000 -368.000000 -63.000000
    -136.000000 -370.000000 -70.000000
    -184.000000 -378.000000 -82.000000
    -194.000000 -383.000000 -83.000000
    -232.000000 -399.000000 -70.000000
    -278.000000 -423.000000 -51.000000
    -334.000000 -437.000000 -25.000000
    -382.000000 -445.000000 -12.000000
    -413.000000 -443.000000 -11.000000
    -461.000000 -448.000000 8.000000
    -499.000000 -443.000000 15.000000
    -522.000000 -440.000000 17.000000
    -564.000000 -427.000000 15.000000
    -588.000000 -421.000000 20.000000
    -633.000000 -402.000000 16.000000
    -679.000000 -369.000000 8.000000
    -700.000000 -349.000000 3.000000
    -716.000000 -333.000000 2.000000
    -744.000000 -294.000000 -4.000000
    -759.000000 -272.000000 0.000000
    -768.000000 -249.000000 8.000000
    -788.000000 -196.000000 24.000000
    -793.000000 -146.000000 14.000000
    -791.000000 -88.000000 6.000000
    -790.000000 -55.000000 8.000000
    -783.000000 -26.000000 2.000000
    -766.000000 47.000000 -5.000000
    -746.000000 95.000000 -9.000000
    -735.000000 123.000000 -5.000000
    -717.000000 165.000000 4.000000
    -700.000000 198.000000 6.000000
    -675.000000 239.000000 2.000000
    -650.000000 275.000000 0.000000
    -627.000000 304.000000 -6.000000
    -605.000000 333.000000 -8.000000
    -583.000000 356.000000 -20.000000
    -554.000000 386.000000 -20.000000
    -544.000000 394.000000 -26.000000
    -529.000000 408.000000 -25.000000
    -516.000000 422.000000 -28.000000
    -510.000000 427.000000 -29.000000
    -513.000000 425.000000 -22.000000
    -517.000000 424.000000 -24.000000
    -505.000000 435.000000 -21.000000
    -502.000000 441.000000 -22.000000
    -498.000000 444.000000 -23.000000
    -491.000000 448.000000 -27.000000
    -484.000000 455.000000 -25.000000
    -471.000000 467.000000 -26.000000
    -446.000000 489.000000 -27.000000
    -438.000000 494.000000 -28.000000
    -410.000000 515.000000 -30.000000
    -393.000000 525.000000 -36.000000
    -375.000000 537.000000 -34.000000
    -331.000000 565.000000 -40.000000
    -297.000000 586.000000 -46.000000
    -264.000000 599.000000 -50.000000
    -256.000000 603.000000 -49.000000
    -263.000000 600.000000 -49.000000
    -238.000000 614.000000 -53.000000
    -241.000000 611.000000 -55.000000
    -222.000000 622.000000 -56.000000
    -154.000000 646.000000 -65.000000
    -131.000000 653.000000 -71.000000
    -109.000000 660.000000 -72.000000
    -52.000000 678.000000 -83.000000
    -5.000000 684.000000 -84.000000
    42.000000 692.000000 -85.000000
    101.000000 695.000000 -92.000000
    92.000000 698.000000 -85.000000
    67.000000 702.000000 -77.000000
    41.000000 699.000000 -75.000000
    31.000000 698.000000 -78.000000
    40.000000 699.000000 -70.000000
    -2.000000 712.000000 -21.000000
    14.000000 709.000000 -35.000000
    -2.000000 705.000000 -35.000000
    -46.000000 691.000000 -41.000000
    -145.000000 657.000000 -50.000000
    -322.000000 574.000000 -25.000000
    -397.000000 526.000000 -11.000000
    -447.000000 486.000000 -2.000000
    -510.000000 433.000000 18.000000
    -560.000000 382.000000 27.000000
    -596.000000 343.000000 25.000000
    -686.000000 216.000000 22.000000
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    -408.000000 523.000000 -24.000000
    -401.000000 527.000000 -23.000000
    -385.000000 539.000000 -27.000000
    -380.000000 543.000000 -24.000000
    -384.000000 538.000000 -25.000000
    -380.000000 543.000000 -27.000000
    -354.000000 559.000000 -29.000000
    -318.000000 579.000000 -32.000000
    -296.000000 594.000000 -35.000000
    -277.000000 600.000000 -39.000000
    -273.000000 605.000000 -41.000000
    -271.000000 606.000000 -42.000000
    -234.000000 621.000000 -46.000000
    -226.000000 626.000000 -45.000000
    -242.000000 622.000000 -46.000000
    -240.000000 620.000000 -45.000000
    -238.000000 621.000000 -44.000000
    -234.000000 622.000000 -45.000000
    -238.000000 624.000000 -45.000000
    -236.000000 621.000000 -44.000000
    -244.000000 619.000000 -47.000000
    -251.000000 618.000000 -42.000000
    -292.000000 593.000000 -38.000000
    -326.000000 573.000000 -36.000000
    -342.000000 568.000000 -35.000000
    -313.000000 583.000000 -35.000000
    -293.000000 593.000000 -38.000000
    -249.000000 617.000000 -45.000000
    -201.000000 638.000000 -50.000000
    -163.000000 655.000000 -57.000000
    -68.000000 682.000000 -69.000000
    -32.000000 691.000000 -74.000000
    -69.000000 686.000000 -70.000000
    -87.000000 677.000000 -72.000000
    -94.000000 674.000000 -75.000000
    -66.000000 680.000000 -76.000000
    -43.000000 688.000000 -80.000000
    -15.000000 694.000000 -84.000000

    1. Hallo Andreas,

      eigentlich sieht alles gut aus – Kannst Du mal Ganzzahlen (int), also ohne Komma ausprobieren?

      Und reduziere mal testweise auf z.B. nur 10 Zeilen. Nicht dass doch irgendwo fehlerhafte Zeichen bei der Übertragung auftreten…

      Gruss,
      Alexander

    2. Noch etwas: falls alles nicht klappt, versuche bitte einmal diese Zeilen-Ende-Kombination für jede neue Zeile:

      1. carriage return character (ASCII 13, or ‘\r’) und direkt danach
      2. newline character (ASCII 10, or ‘\n’)

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