携帯絵文字一文字だけでdetect_encodingしてみました
mb_detect_orderは("sjis, UTF-8, EUC-JP")
すると、utf-8で判定されたり、euc-jpで判定されたりしました

太陽（f89f):UTF-8
ATM(f8c9):euc-jp

これは「絵文字だけでエンコーディングを判定するのは無理ぽ」
ということでしょうか？
またshift-jisを最初に設定しているのにマッチしていないのが気になります
判定方法にバグでもあるのでしょうか？