more tweaks
[fw/altos] / doc / altusmetrum.xsl
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.5//EN"
3   "/usr/share/xml/docbook/schema/dtd/4.5/docbookx.dtd">
4 <book>
5   <title>The Altus Metrum System</title>
6   <subtitle>An Owner's Manual for TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle Devices</subtitle>
7   <bookinfo>
8     <author>
9       <firstname>Bdale</firstname>
10       <surname>Garbee</surname>
11     </author>
12     <author>
13       <firstname>Keith</firstname>
14       <surname>Packard</surname>
15     </author>
16     <author>
17       <firstname>Bob</firstname>
18       <surname>Finch</surname>
19     </author>
20     <author>
21       <firstname>Anthony</firstname>
22       <surname>Towns</surname>
23     </author>
24     <copyright>
25       <year>2011</year>
26       <holder>Bdale Garbee and Keith Packard</holder>
27     </copyright>
28     <legalnotice>
29       <para>
30         This document is released under the terms of the
31         <ulink url="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/">
32           Creative Commons ShareAlike 3.0
33         </ulink>
34         license.
35       </para>
36     </legalnotice>
37     <revhistory>
38       <revision>
39         <revnumber>1.0</revnumber>
40         <date>24 August 2011</date>
41         <revremark>
42           Updated for software version 1.0.  Note that 1.0 represents a
43           telemetry format change, meaning both ends of a link 
44           (TeleMetrum/TeleMini and TeleDongle) must be updated or 
45           communications will fail.
46         </revremark>
47       </revision>
48       <revision>
49         <revnumber>0.9</revnumber>
50         <date>18 January 2011</date>
51         <revremark>
52           Updated for software version 0.9.  Note that 0.9 represents a
53           telemetry format change, meaning both ends of a link (TeleMetrum and
54           TeleDongle) must be updated or communications will fail.
55         </revremark>
56       </revision>
57       <revision>
58         <revnumber>0.8</revnumber>
59         <date>24 November 2010</date>
60         <revremark>Updated for software version 0.8 </revremark>
61       </revision>
62     </revhistory>
63   </bookinfo>
64   <acknowledgements>
65     <para>
66       Thanks to Bob Finch, W9YA, NAR 12965, TRA 12350 for writing "The
67       Mere-Mortals Quick Start/Usage Guide to the Altus Metrum Starter
68       Kit" which formed the basis of the original Getting Started chapter 
69       in this manual.  Bob was one of our first customers for a production
70       TeleMetrum, and his continued enthusiasm and contributions
71       are immensely gratifying and highly appreciated!
72     </para>
73     <para>
74       And thanks to Anthony (AJ) Towns for major contributions including
75       the AltosUI graphing and site map code and associated documentation. 
76       Free software means that our customers and friends can become our
77       collaborators, and we certainly appreciate this level of
78       contribution!
79     </para>
80     <para>
81       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
82       out on the rocket flight line somewhere.
83       <literallayout>
84 Bdale Garbee, KB0G
85 NAR #87103, TRA #12201
86
87 Keith Packard, KD7SQG
88 NAR #88757, TRA #12200
89       </literallayout>
90     </para>
91   </acknowledgements>
92   <chapter>
93     <title>Introduction and Overview</title>
94     <para>
95       Welcome to the Altus Metrum community!  Our circuits and software reflect
96       our passion for both hobby rocketry and Free Software.  We hope their
97       capabilities and performance will delight you in every way, but by
98       releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
99       we also hope to empower you to take as active a role in our collective
100       future as you wish!
101     </para>
102     <para>
103       The first device created for our community was TeleMetrum, a dual
104       deploy altimeter with fully integrated GPS and radio telemetry
105       as standard features, and a "companion interface" that will
106       support optional capabilities in the future.
107     </para>
108     <para>
109       The newest device is TeleMini, a dual deploy altimeter with
110       radio telemetry and radio direction finding. This device is only
111       13mm by 38mm (½ inch by 1½ inches) and can fit easily in an 18mm 
112       air-frame.
113     </para>
114     <para>
115       Complementing TeleMetrum and TeleMini is TeleDongle, a USB to RF 
116       interface for communicating with the altimeters.  Combined with your 
117       choice of antenna and
118       notebook computer, TeleDongle and our associated user interface software
119       form a complete ground station capable of logging and displaying in-flight
120       telemetry, aiding rocket recovery, then processing and archiving flight
121       data for analysis and review.
122     </para>
123     <para>
124       More products will be added to the Altus Metrum family over time, and
125       we currently envision that this will be a single, comprehensive manual
126       for the entire product family.
127     </para>
128   </chapter>
129   <chapter>
130     <title>Getting Started</title>
131     <para>
132       The first thing to do after you check the inventory of parts in your
133       "starter kit" is to charge the battery.
134     </para>
135     <para>
136       The TeleMetrum battery can be charged by plugging it into the
137       corresponding socket of the TeleMetrum and then using the USB A to
138       mini B
139       cable to plug the TeleMetrum into your computer's USB socket. The
140       TeleMetrum circuitry will charge the battery whenever it is plugged
141       in, because the TeleMetrum's on-off switch does NOT control the
142       charging circuitry.
143     </para>
144     <para>
145       When the GPS chip is initially searching for
146       satellites, TeleMetrum will consume more current than it can pull
147       from the USB port, so the battery must be attached in order to get
148       satellite lock.  Once GPS is locked, the current consumption goes back
149       down enough to enable charging while
150       running. So it's a good idea to fully charge the battery as your
151       first item of business so there is no issue getting and maintaining
152       satellite lock.  The yellow charge indicator led will go out when the
153       battery is nearly full and the charger goes to trickle charge. It
154       can take several hours to fully recharge a deeply discharged battery.
155     </para>
156     <para>
157       The TeleMini battery can be charged by disconnecting it from the
158       TeleMini board and plugging it into a standalone battery charger 
159       board, and connecting that via a USB cable to a laptop or other USB
160       power source
161     </para>
162     <para>
163       The other active device in the starter kit is the TeleDongle USB to
164       RF interface.  If you plug it in to your Mac or Linux computer it should
165       "just work", showing up as a serial port device.  Windows systems need
166       driver information that is part of the AltOS download to know that the
167       existing USB modem driver will work.  We therefore recommend installing
168       our software before plugging in TeleDongle if you are using a Windows
169       computer.  If you are using Linux and are having problems, try moving 
170       to a fresher kernel (2.6.33 or newer), as the USB serial driver had 
171       ugly bugs in some earlier versions.
172     </para>
173     <para>
174       Next you should obtain and install the AltOS software.  These include
175       the AltosUI ground station program, current firmware images for
176       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle, and a number of standalone 
177       utilities that are rarely needed.  Pre-built binary packages are 
178       available for Linux, Microsoft Windows, and recent MacOSX versions.  
179       Full source code and build instructions are also available.
180       The latest version may always be downloaded from
181       <ulink url="http://altusmetrum.org/AltOS"/>.
182     </para>
183   </chapter>
184   <chapter>
185     <title>Handling Precautions</title>
186     <para>
187       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
188       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
189       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
190       devices, there are some precautions you must take.
191     </para>
192     <para>
193       The Lithium Polymer rechargeable batteries have an
194       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
195       much less battery mass than if we used alkaline batteries or previous
196       generation rechargeable batteries... but if they are punctured
197       or their leads are allowed to short, they can and will release their
198       energy very rapidly!
199       Thus we recommend that you take some care when handling our batteries
200       and consider giving them some extra protection in your air-frame.  We
201       often wrap them in suitable scraps of closed-cell packing foam before
202       strapping them down, for example.
203     </para>
204     <para>
205       The barometric sensors used on both TeleMetrum and TeleMini are 
206       sensitive to sunlight.  In normal TeleMetrum mounting situations, it 
207       and all of the other surface mount components
208       are "down" towards whatever the underlying mounting surface is, so
209       this is not normally a problem.  Please consider this, though, when
210       designing an installation, for example, in an air-frame with a
211       see-through plastic payload bay.  It is particularly important to
212       consider this with TeleMini, both because the baro sensor is on the
213       "top" of the board, and because many model rockets with payload bays
214       use clear plastic for the payload bay!  Replacing these with an opaque
215       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of masking
216       tape are all reasonable approaches to keep the sensor out of direct
217       sunlight.
218     </para>
219     <para>
220       The barometric sensor sampling port must be able to "breathe",
221       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
222       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
223       suitable static vent to outside air.
224     </para>
225     <para>
226       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
227       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
228       charge gasses.
229     </para>
230   </chapter>
231   <chapter>
232     <title>Hardware Overview</title>
233     <para>
234       TeleMetrum is a 1 inch by 2.75 inch circuit board.  It was designed to
235       fit inside coupler for 29mm air-frame tubing, but using it in a tube that
236       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
237       to succeed!  The presence of an accelerometer means TeleMetrum should
238       be aligned along the flight axis of the airframe, and by default the 1/4
239       wave UHF wire antenna should be on the nose-cone end of the board.  The
240       antenna wire is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
241       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
242       fin can end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
243       bay for TeleMetrum should have at least 10 inches of interior length.
244     </para>
245     <para>
246       TeleMini is a 0.5 inch by 1.5 inch circuit board.   It was designed to
247       fit inside an 18mm air-frame tube, but using it in a tube that
248       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
249       to succeed!  Since there is no accelerometer, TeleMini can be mounted
250       in any convenient orientation.  The default 1/4
251       wave UHF wire antenna attached to the center of one end of
252       the board is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
253       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
254       other end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
255       bay for TeleMini should have at least 9 inches of interior length.
256     </para>
257     <para>
258       A typical TeleMetrum or TeleMini installation involves attaching 
259       only a suitable Lithium Polymer battery, a single pole switch for 
260       power on/off, and two pairs of wires connecting e-matches for the 
261       apogee and main ejection charges.
262     </para>
263     <para>
264       By default, we use the unregulated output of the Li-Po battery directly
265       to fire ejection charges.  This works marvelously with standard
266       low-current e-matches like the J-Tek from MJG Technologies, and with
267       Quest Q2G2 igniters.  However, if you want or need to use a separate 
268       pyro battery, check out the "External Pyro Battery" section in this 
269       manual for instructions on how to wire that up. The altimeters are 
270       designed to work with an external pyro battery of no more than 15 volts.
271     </para>
272     <para>
273       Ejection charges are wired directly to the screw terminal block
274       at the aft end of the altimeter.  You'll need a very small straight 
275       blade screwdriver for these screws, such as you might find in a 
276       jeweler's screwdriver set.
277     </para>
278     <para>
279       TeleMetrum also uses the screw terminal block for the power
280       switch leads. On TeleMini, the power switch leads are soldered
281       directly to the board and can be connected directly to a switch.
282     </para>
283     <para>
284       For most air-frames, the integrated antennas are more than
285       adequate.   However, if you are installing in a carbon-fiber or
286       metal electronics bay which is opaque to RF signals, you may need to
287       use off-board external antennas instead.  In this case, you can
288       order an altimeter with an SMA connector for the UHF antenna
289       connection, and, on TeleMetrum, you can unplug the integrated GPS
290       antenna and select an appropriate off-board GPS antenna with
291       cable terminating in a U.FL connector.
292     </para>
293   </chapter>
294   <chapter>
295     <title>System Operation</title>
296     <section>
297       <title>Firmware Modes </title>
298       <para>
299         The AltOS firmware build for the altimeters has two
300         fundamental modes, "idle" and "flight".  Which of these modes
301         the firmware operates in is determined at start up time. For
302         TeleMetrum, the mode is controlled by the orientation of the
303         rocket (well, actually the board, of course...) at the time
304         power is switched on.  If the rocket is "nose up", then
305         TeleMetrum assumes it's on a rail or rod being prepared for
306         launch, so the firmware chooses flight mode.  However, if the
307         rocket is more or less horizontal, the firmware instead enters
308         idle mode.  Since TeleMini doesn't have an accelerometer we can
309         use to determine orientation, "idle" mode is selected when the
310         board receives a command packet within the first five seconds
311         of operation; if no packet is received, the board enters
312         "flight" mode.
313       </para>
314       <para>
315         At power on, you will hear three beeps or see three flashes
316         ("S" in Morse code for start up) and then a pause while
317         the altimeter completes initialization and self test, and decides 
318         which mode to enter next.
319       </para>
320       <para>
321         In flight or "pad" mode, the altimeter engages the flight
322         state machine, goes into transmit-only mode to
323         send telemetry, and waits for launch to be detected.
324         Flight mode is indicated by an "di-dah-dah-dit" ("P" for pad)
325         on the beeper or lights, followed by beeps or flashes
326         indicating the state of the pyrotechnic igniter continuity.
327         One beep/flash indicates apogee continuity, two beeps/flashes
328         indicate main continuity, three beeps/flashes indicate both
329         apogee and main continuity, and one longer "brap" sound or
330         rapidly alternating lights indicates no continuity.  For a
331         dual deploy flight, make sure you're getting three beeps or
332         flashes before launching!  For apogee-only or motor eject
333         flights, do what makes sense.
334       </para>
335       <para>
336         If idle mode is entered, you will hear an audible "di-dit" or see 
337         two short flashes ("I" for idle), and the flight state machine is 
338         disengaged, thus no ejection charges will fire.  The altimeters also 
339         listen for the radio link when in idle mode for requests sent via 
340         TeleDongle.  Commands can be issued to a TeleMetrum in idle mode 
341         over either
342         USB or the radio link equivalently. TeleMini only has the radio link.
343         Idle mode is useful for configuring the altimeter, for extracting data
344         from the on-board storage chip after flight, and for ground testing
345         pyro charges.
346       </para>
347       <para>
348         One "neat trick" of particular value when TeleMetrum is used with 
349         very large air-frames, is that you can power the board up while the 
350         rocket is horizontal, such that it comes up in idle mode.  Then you can
351         raise the air-frame to launch position, and issue a 'reset' command 
352         via TeleDongle over the radio link to cause the altimeter to reboot and 
353         come up in flight mode.  This is much safer than standing on the top 
354         step of a rickety step-ladder or hanging off the side of a launch 
355         tower with a screw-driver trying to turn on your avionics before 
356         installing igniters!
357       </para>
358     </section>
359     <section>
360       <title>GPS </title>
361       <para>
362         TeleMetrum includes a complete GPS receiver.  A complete explanation 
363         of how GPS works is beyond the scope of this manual, but the bottom 
364         line is that the TeleMetrum GPS receiver needs to lock onto at least 
365         four satellites to obtain a solid 3 dimensional position fix and know
366         what time it is.
367       </para>
368       <para>
369         TeleMetrum provides backup power to the GPS chip any time a 
370         battery is connected.  This allows the receiver to "warm start" on
371         the launch rail much faster than if every power-on were a GPS 
372         "cold start".  In typical operations, powering up TeleMetrum
373         on the flight line in idle mode while performing final air-frame
374         preparation will be sufficient to allow the GPS receiver to cold
375         start and acquire lock.  Then the board can be powered down during
376         RSO review and installation on a launch rod or rail.  When the board
377         is turned back on, the GPS system should lock very quickly, typically
378         long before igniter installation and return to the flight line are
379         complete.
380       </para>
381     </section>
382     <section>
383       <title>Controlling An Altimeter Over The Radio Link</title>
384       <para>
385         One of the unique features of the Altus Metrum system is
386         the ability to create a two way command link between TeleDongle
387         and an altimeter using the digital radio transceivers built into
388         each device. This allows you to interact with the altimeter from
389         afar, as if it were directly connected to the computer.
390       </para>
391       <para>
392         Any operation which can be performed with TeleMetrum can
393         either be done with TeleMetrum directly connected to the
394         computer via the USB cable, or through the radio
395         link. TeleMini doesn't provide a USB connector and so it is
396         always communicated with over radio.  Select the appropriate 
397         TeleDongle device when the list of devices is presented and 
398         AltosUI will interact with an altimeter over the radio link.
399       </para>
400       <para>
401         One oddity in the current interface is how AltosUI selects the
402         frequency for radio communications. Instead of providing
403         an interface to specifically configure the frequency, it uses
404         whatever frequency was most recently selected for the target
405         TeleDongle device in Monitor Flight mode. If you haven't ever
406         used that mode with the TeleDongle in question, select the
407         Monitor Flight button from the top level UI, and pick the
408         appropriate TeleDongle device.  Once the flight monitoring
409         window is open, select the desired frequency and then close it
410         down again. All radio communications will now use that frequency.
411       </para>
412       <itemizedlist>
413         <listitem>
414           <para>
415             Save Flight Data—Recover flight data from the rocket without
416             opening it up.
417           </para>
418         </listitem>
419         <listitem>
420           <para>
421             Configure altimeter apogee delays or main deploy heights
422             to respond to changing launch conditions. You can also
423             'reboot' the altimeter. Use this to remotely enable the
424             flight computer by turning TeleMetrum on in "idle" mode,
425             then once the air-frame is oriented for launch, you can
426             reboot the altimeter and have it restart in pad mode
427             without having to climb the scary ladder.
428           </para>
429         </listitem>
430         <listitem>
431           <para>
432             Fire Igniters—Test your deployment charges without snaking
433             wires out through holes in the air-frame. Simply assembly the
434             rocket as if for flight with the apogee and main charges
435             loaded, then remotely command the altimeter to fire the
436             igniters.
437           </para>
438         </listitem>
439       </itemizedlist>
440       <para>
441         Operation over the radio link for configuring an altimeter, ground
442         testing igniters, and so forth uses the same RF frequencies as flight
443         telemetry.  To configure the desired TeleDongle frequency, select
444         the monitor flight tab, then use the frequency selector and 
445         close the window before performing other desired radio operations.
446       </para>
447       <para>
448         TeleMetrum only enables radio commanding in 'idle' mode, so
449         make sure you have TeleMetrum lying horizontally when you turn
450         it on. Otherwise, TeleMetrum will start in 'pad' mode ready for
451         flight, and will not be listening for command packets from TeleDongle.
452       </para>
453       <para>
454         TeleMini listens for a command packet for five seconds after
455         first being turned on, if it doesn't hear anything, it enters
456         'pad' mode, ready for flight and will no longer listen for
457         command packets. The easiest way to connect to TeleMini is to
458         initiate the command and select the TeleDongle device. At this
459         point, the TeleDongle will be attempting to communicate with
460         the TeleMini. Now turn TeleMini on, and it should immediately
461         start communicating with the TeleDongle and the desired
462         operation can be performed.
463       </para>
464       <para>
465         You can monitor the operation of the radio link by watching the 
466         lights on the devices. The red LED will flash each time a packet
467         is tramsitted, while the green LED will light up on TeleDongle when 
468         it is waiting to receive a packet from the altimeter.
469       </para>
470     </section>
471     <section>
472       <title>Ground Testing </title>
473       <para>
474         An important aspect of preparing a rocket using electronic deployment
475         for flight is ground testing the recovery system.  Thanks
476         to the bi-directional radio link central to the Altus Metrum system,
477         this can be accomplished in a TeleMetrum or TeleMini equipped rocket 
478         with less work than you may be accustomed to with other systems.  It 
479         can even be fun!
480       </para>
481       <para>
482         Just prep the rocket for flight, then power up the altimeter
483         in "idle" mode (placing air-frame horizontal for TeleMetrum or
484         selected the Configure Altimeter tab for TeleMini).  This will cause 
485         the firmware to go into "idle" mode, in which the normal flight
486         state machine is disabled and charges will not fire without
487         manual command.  You can now command the altimeter to fire the apogee
488         or main charges from a safe distance using your computer and 
489         TeleDongle and the Fire Igniter tab to complete ejection testing.
490       </para>
491     </section>
492     <section>
493       <title>Radio Link </title>
494       <para>
495         The chip our boards are based on incorporates an RF transceiver, but
496         it's not a full duplex system... each end can only be transmitting or
497         receiving at any given moment.  So we had to decide how to manage the
498         link.
499       </para>
500       <para>
501         By design, the altimeter firmware listens for the radio link when
502         it's in "idle mode", which
503         allows us to use the radio link to configure the rocket, do things like
504         ejection tests, and extract data after a flight without having to
505         crack open the air-frame.  However, when the board is in "flight
506         mode", the altimeter only
507         transmits and doesn't listen at all.  That's because we want to put
508         ultimate priority on event detection and getting telemetry out of
509         the rocket through
510         the radio in case the rocket crashes and we aren't able to extract
511         data later...
512       </para>
513       <para>
514         We don't use a 'normal packet radio' mode like APRS because they're 
515         just too inefficient.  The GFSK modulation we use is FSK with the
516         base-band pulses passed through a
517         Gaussian filter before they go into the modulator to limit the
518         transmitted bandwidth.  When combined with the hardware forward error
519         correction support in the cc1111 chip, this allows us to have a very
520         robust 38.4 kilobit data link with only 10 milliwatts of transmit 
521         power, a whip antenna in the rocket, and a hand-held Yagi on the 
522         ground.  We've had flights to above 21k feet AGL with great reception, 
523         and calculations suggest we should be good to well over 40k feet AGL 
524         with a 5-element yagi on the ground.  We hope to fly boards to higher 
525         altitudes over time, and would of course appreciate customer feedback 
526         on performance in higher altitude flights!
527       </para>
528     </section>
529     <section>
530       <title>Configurable Parameters</title>
531       <para>
532         Configuring an Altus Metrum altimeter for flight is very
533         simple.  Even on our baro-only TeleMini board, the use of a Kalman 
534         filter means there is no need to set a "mach delay".  The few 
535         configurable parameters can all be set using AltosUI over USB or
536         or radio link via TeleDongle.
537       </para>
538       <section>
539         <title>Radio Frequencies</title>
540         <para>
541           Altus Metrum boards support radio frequencies in the 70cm
542           band. By default, the configuration interface provides a
543           list of 10 "standard" frequencies in 100kHz channels starting at
544           434.550MHz.  However, the firmware supports use of
545           any 50kHz multiple within the 70cm band. At any given
546           launch, we highly recommend coordinating when and by whom each
547           frequency will be used to avoid interference.  And of course, both
548           altimeter and TeleDongle must be configured to the same
549           frequency to successfully communicate with each other.
550         </para>
551       </section>
552       <section>
553         <title>Apogee Delay</title>
554         <para>
555           Apogee delay is the number of seconds after the altimeter detects flight
556           apogee that the drogue charge should be fired.  In most cases, this
557           should be left at the default of 0.  However, if you are flying
558           redundant electronics such as for an L3 certification, you may wish
559           to set one of your altimeters to a positive delay so that both
560           primary and backup pyrotechnic charges do not fire simultaneously.
561         </para>
562         <para>
563           The Altus Metrum apogee detection algorithm fires exactly at
564           apogee.  If you are also flying an altimeter like the
565           PerfectFlite MAWD, which only supports selecting 0 or 1
566           seconds of apogee delay, you may wish to set the MAWD to 0
567           seconds delay and set the TeleMetrum to fire your backup 2
568           or 3 seconds later to avoid any chance of both charges
569           firing simultaneously.  We've flown several air-frames this
570           way quite happily, including Keith's successful L3 cert.
571         </para>
572       </section>
573       <section>
574         <title>Main Deployment Altitude</title>
575         <para>
576           By default, the altimeter will fire the main deployment charge at an
577           elevation of 250 meters (about 820 feet) above ground.  We think this
578           is a good elevation for most air-frames, but feel free to change this
579           to suit.  In particular, if you are flying two altimeters, you may
580           wish to set the
581           deployment elevation for the backup altimeter to be something lower
582           than the primary so that both pyrotechnic charges don't fire
583           simultaneously.
584         </para>
585       </section>
586     </section>
587
588   </chapter>
589   <chapter>
590
591     <title>AltosUI</title>
592     <para>
593       The AltosUI program provides a graphical user interface for
594       interacting with the Altus Metrum product family, including
595       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle. AltosUI can monitor telemetry data,
596       configure TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle devices and many other
597       tasks. The primary interface window provides a selection of
598       buttons, one for each major activity in the system.  This manual
599       is split into chapters, each of which documents one of the tasks
600       provided from the top-level toolbar.
601     </para>
602     <section>
603       <title>Monitor Flight</title>
604       <subtitle>Receive, Record and Display Telemetry Data</subtitle>
605       <para>
606         Selecting this item brings up a dialog box listing all of the
607         connected TeleDongle devices. When you choose one of these,
608         AltosUI will create a window to display telemetry data as
609         received by the selected TeleDongle device.
610       </para>
611       <para>
612         All telemetry data received are automatically recorded in
613         suitable log files. The name of the files includes the current
614         date and rocket serial and flight numbers.
615       </para>
616       <para>
617         The radio frequency being monitored by the TeleDongle device is
618         displayed at the top of the window. You can configure the
619         frequency by clicking on the frequency box and selecting the desired
620         frequency. AltosUI remembers the last frequency selected for each
621         TeleDongle and selects that automatically the next time you use
622         that device.
623       </para>
624       <para>
625         Below the TeleDongle frequency selector, the window contains a few
626         significant pieces of information about the altimeter providing
627         the telemetry data stream:
628       </para>
629       <itemizedlist>
630         <listitem>
631           <para>The configured call-sign</para>
632         </listitem>
633         <listitem>
634           <para>The device serial number</para>
635         </listitem>
636         <listitem>
637           <para>The flight number. Each altimeter remembers how many
638             times it has flown.
639           </para>
640         </listitem>
641         <listitem>
642           <para>
643             The rocket flight state. Each flight passes through several
644             states including Pad, Boost, Fast, Coast, Drogue, Main and
645             Landed.
646           </para>
647         </listitem>
648         <listitem>
649           <para>
650             The Received Signal Strength Indicator value. This lets
651             you know how strong a signal TeleDongle is receiving. The
652             radio inside TeleDongle operates down to about -99dBm;
653             weaker signals may not be receivable. The packet link uses
654             error detection and correction techniques which prevent
655             incorrect data from being reported.
656           </para>
657         </listitem>
658       </itemizedlist>
659       <para>
660         Finally, the largest portion of the window contains a set of
661         tabs, each of which contain some information about the rocket.
662         They're arranged in 'flight order' so that as the flight
663         progresses, the selected tab automatically switches to display
664         data relevant to the current state of the flight. You can select
665         other tabs at any time. The final 'table' tab displays all of
666         the raw telemetry values in one place in a spreadsheet-like format.
667       </para>
668       <section>
669         <title>Launch Pad</title>
670         <para>
671           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
672           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
673           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
674           whether the rocket is ready to launch:
675           <itemizedlist>
676             <listitem>
677               <para>
678                 Battery Voltage. This indicates whether the Li-Po battery
679                 powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
680                 the duration of the flight. A value of more than
681                 3.7V is required for a 'GO' status.
682               </para>
683             </listitem>
684             <listitem>
685               <para>
686                 Apogee Igniter Voltage. This indicates whether the apogee
687                 igniter has continuity. If the igniter has a low
688                 resistance, then the voltage measured here will be close
689                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
690                 required for a 'GO' status.
691               </para>
692             </listitem>
693             <listitem>
694               <para>
695                 Main Igniter Voltage. This indicates whether the main
696                 igniter has continuity. If the igniter has a low
697                 resistance, then the voltage measured here will be close
698                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
699                 required for a 'GO' status.
700               </para>
701             </listitem>
702             <listitem>
703               <para>
704                 On-board Data Logging. This indicates whether there is
705                 space remaining on-board to store flight data for the
706                 upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
707                 to erase flights, there may not be any space
708                 left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
709                 on the configured maximum flight log size. TeleMini
710                 stores only a single flight, so it will need to be
711                 downloaded and erased after each flight to capture
712                 data. This only affects on-board flight logging; the
713                 altimeter will still transmit telemetry and fire
714                 ejection charges at the proper times.
715               </para>
716             </listitem>
717             <listitem>
718               <para>
719                 GPS Locked. For a TeleMetrum device, this indicates whether the GPS receiver is
720                 currently able to compute position information. GPS requires
721                 at least 4 satellites to compute an accurate position.
722               </para>
723             </listitem>
724             <listitem>
725               <para>
726                 GPS Ready. For a TeleMetrum device, this indicates whether GPS has reported at least
727                 10 consecutive positions without losing lock. This ensures
728                 that the GPS receiver has reliable reception from the
729                 satellites.
730               </para>
731             </listitem>
732           </itemizedlist>
733           <para>
734             The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
735             and altitude, averaging many reported positions to improve the
736             accuracy of the fix.
737           </para>
738         </para>
739       </section>
740       <section>
741         <title>Ascent</title>
742         <para>
743           This tab is shown during Boost, Fast and Coast
744           phases. The information displayed here helps monitor the
745           rocket as it heads towards apogee.
746         </para>
747         <para>
748           The height, speed and acceleration are shown along with the
749           maximum values for each of them. This allows you to quickly
750           answer the most commonly asked questions you'll hear during
751           flight.
752         </para>
753         <para>
754           The current latitude and longitude reported by the TeleMetrum GPS are
755           also shown. Note that under high acceleration, these values
756           may not get updated as the GPS receiver loses position
757           fix. Once the rocket starts coasting, the receiver should
758           start reporting position again.
759         </para>
760         <para>
761           Finally, the current igniter voltages are reported as in the
762           Launch Pad tab. This can help diagnose deployment failures
763           caused by wiring which comes loose under high acceleration.
764         </para>
765       </section>
766       <section>
767         <title>Descent</title>
768         <para>
769           Once the rocket has reached apogee and (we hope) activated the
770           apogee charge, attention switches to tracking the rocket on
771           the way back to the ground, and for dual-deploy flights,
772           waiting for the main charge to fire.
773         </para>
774         <para>
775           To monitor whether the apogee charge operated correctly, the
776           current descent rate is reported along with the current
777           height. Good descent rates vary based on the choice of recovery
778           components, but generally range from 15-30m/s on drogue and should
779           be below 10m/s when under the main parachute in a dual-deploy flight.
780         </para>
781         <para>
782           For TeleMetrum altimeters, you can locate the rocket in the sky
783           using the elevation and
784           bearing information to figure out where to look. Elevation is
785           in degrees above the horizon. Bearing is reported in degrees
786           relative to true north. Range can help figure out how big the
787           rocket will appear. Note that all of these values are relative
788           to the pad location. If the elevation is near 90°, the rocket
789           is over the pad, not over you.
790         </para>
791         <para>
792           Finally, the igniter voltages are reported in this tab as
793           well, both to monitor the main charge as well as to see what
794           the status of the apogee charge is.  Note that some commercial
795           e-matches are designed to retain continuity even after being
796           fired, and will continue to show as green or return from red to
797           green after firing.
798         </para>
799       </section>
800       <section>
801         <title>Landed</title>
802         <para>
803           Once the rocket is on the ground, attention switches to
804           recovery. While the radio signal is often lost once the
805           rocket is on the ground, the last reported GPS position is
806           generally within a short distance of the actual landing location.
807         </para>
808         <para>
809           The last reported GPS position is reported both by
810           latitude and longitude as well as a bearing and distance from
811           the launch pad. The distance should give you a good idea of
812           whether to walk or hitch a ride.  Take the reported
813           latitude and longitude and enter them into your hand-held GPS
814           unit and have that compute a track to the landing location.
815         </para>
816         <para>
817           Both TeleMini and TeleMetrum will continue to transmit RDF
818           tones after landing, allowing you to locate the rocket by
819           following the radio signal if necessary. You may need to get 
820           away from the clutter of the flight line, or even get up on 
821           a hill (or your neighbor's RV roof) to receive the RDF signal.
822         </para>
823         <para>
824           The maximum height, speed and acceleration reported
825           during the flight are displayed for your admiring observers.
826           The accuracy of these immediate values depends on the quality
827           of your radio link and how many packets were received.  
828           Recovering the on-board data after flight will likely yield
829           more precise results.
830         </para>
831         <para>
832           To get more detailed information about the flight, you can
833           click on the 'Graph Flight' button which will bring up a
834           graph window for the current flight.
835         </para>
836       </section>
837       <section>
838         <title>Site Map</title>
839         <para>
840           When the TeleMetrum has a GPS fix, the Site Map tab will map
841           the rocket's position to make it easier for you to locate the
842           rocket, both while it is in the air, and when it has landed. The
843           rocket's state is indicated by color: white for pad, red for
844           boost, pink for fast, yellow for coast, light blue for drogue,
845           dark blue for main, and black for landed.
846         </para>
847         <para>
848           The map's scale is approximately 3m (10ft) per pixel. The map
849           can be dragged using the left mouse button. The map will attempt
850           to keep the rocket roughly centered while data is being received.
851         </para>
852         <para>
853           Images are fetched automatically via the Google Maps Static API,
854           and cached on disk for reuse. If map images cannot be downloaded,
855           the rocket's path will be traced on a dark gray background
856           instead.
857         </para>
858         <para>
859           You can pre-load images for your favorite launch sites
860           before you leave home; check out the 'Preload Maps' section below.
861         </para>
862       </section>
863     </section>
864     <section>
865       <title>Save Flight Data</title>
866       <para>
867         The altimeter records flight data to its internal flash memory.
868         TeleMetrum data is recorded at a much higher rate than the telemetry
869         system can handle, and is not subject to radio drop-outs. As
870         such, it provides a more complete and precise record of the
871         flight. The 'Save Flight Data' button allows you to read the
872         flash memory and write it to disk. As TeleMini has only a barometer, it
873         records data at the same rate as the telemetry signal, but there will be
874         no data lost due to telemetry drop-outs.
875       </para>
876       <para>
877         Clicking on the 'Save Flight Data' button brings up a list of
878         connected TeleMetrum and TeleDongle devices. If you select a
879         TeleMetrum device, the flight data will be downloaded from that
880         device directly. If you select a TeleDongle device, flight data
881         will be downloaded from an altimeter over radio link via the 
882         specified TeleDongle. See the chapter on Controlling An Altimeter 
883         Over The Radio Link for more information.
884       </para>
885       <para>
886         After the device has been selected, a dialog showing the
887         flight data saved in the device will be shown allowing you to
888         select which flights to download and which to delete. With
889         version 0.9 or newer firmware, you must erase flights in order
890         for the space they consume to be reused by another
891         flight. This prevents accidentally losing flight data
892         if you neglect to download data before flying again. Note that
893         if there is no more space available in the device, then no
894         data will be recorded during the next flight.
895       </para>
896       <para>
897         The file name for each flight log is computed automatically
898         from the recorded flight date, altimeter serial number and
899         flight number information.
900       </para>
901     </section>
902     <section>
903       <title>Replay Flight</title>
904       <para>
905         Select this button and you are prompted to select a flight
906         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
907         .eeprom file containing flight data saved from the altimeter
908         flash memory.
909       </para>
910       <para>
911         Once a flight record is selected, the flight monitor interface
912         is displayed and the flight is re-enacted in real time. Check
913         the Monitor Flight chapter above to learn how this window operates.
914       </para>
915     </section>
916     <section>
917       <title>Graph Data</title>
918       <para>
919         Select this button and you are prompted to select a flight
920         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
921         .eeprom file containing flight data saved from
922         flash memory.
923       </para>
924       <para>
925         Once a flight record is selected, a window with two tabs is
926         opened. The first tab contains a graph with acceleration
927         (blue), velocity (green) and altitude (red) of the flight,
928         measured in metric units. The
929         apogee(yellow) and main(magenta) igniter voltages are also
930         displayed; high voltages indicate continuity, low voltages
931         indicate open circuits. The second tab contains some basic
932         flight statistics.
933       </para>
934       <para>
935         The graph can be zoomed into a particular area by clicking and
936         dragging down and to the right. Once zoomed, the graph can be
937         reset by clicking and dragging up and to the left. Holding down
938         control and clicking and dragging allows the graph to be panned.
939         The right mouse button causes a pop-up menu to be displayed, giving
940         you the option save or print the plot.
941       </para>
942       <para>
943         Note that telemetry files will generally produce poor graphs
944         due to the lower sampling rate and missed telemetry packets.
945         Use saved flight data in .eeprom files for graphing where possible.
946       </para>
947     </section>
948     <section>
949       <title>Export Data</title>
950       <para>
951         This tool takes the raw data files and makes them available for
952         external analysis. When you select this button, you are prompted to 
953         select a flight
954         data file (either .eeprom or .telem will do, remember that
955         .eeprom files contain higher resolution and more continuous
956         data). Next, a second dialog appears which is used to select
957         where to write the resulting file. It has a selector to choose
958         between CSV and KML file formats.
959       </para>
960       <section>
961         <title>Comma Separated Value Format</title>
962         <para>
963           This is a text file containing the data in a form suitable for
964           import into a spreadsheet or other external data analysis
965           tool. The first few lines of the file contain the version and
966           configuration information from the altimeter, then
967           there is a single header line which labels all of the
968           fields. All of these lines start with a '#' character which
969           many tools can be configured to skip over.
970         </para>
971         <para>
972           The remaining lines of the file contain the data, with each
973           field separated by a comma and at least one space. All of
974           the sensor values are converted to standard units, with the
975           barometric data reported in both pressure, altitude and
976           height above pad units.
977         </para>
978       </section>
979       <section>
980         <title>Keyhole Markup Language (for Google Earth)</title>
981         <para>
982           This is the format used by Google Earth to provide an overlay 
983           within that application. With this, you can use Google Earth to 
984           see the whole flight path in 3D.
985         </para>
986       </section>
987     </section>
988     <section>
989       <title>Configure Altimeter</title>
990       <para>
991         Select this button and then select either a TeleMetrum or
992         TeleDongle Device from the list provided. Selecting a TeleDongle
993         device will use the radio link to configure a remote altimeter. 
994       </para>
995       <para>
996         The first few lines of the dialog provide information about the
997         connected device, including the product name,
998         software version and hardware serial number. Below that are the
999         individual configuration entries.
1000       </para>
1001       <para>
1002         At the bottom of the dialog, there are four buttons:
1003       </para>
1004       <itemizedlist>
1005         <listitem>
1006           <para>
1007             Save. This writes any changes to the
1008             configuration parameter block in flash memory. If you don't
1009             press this button, any changes you make will be lost.
1010           </para>
1011         </listitem>
1012         <listitem>
1013           <para>
1014             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1015             erasing any changes you have made.
1016           </para>
1017         </listitem>
1018         <listitem>
1019           <para>
1020             Reboot. This reboots the device. Use this to
1021             switch from idle to pad mode by rebooting once the rocket is
1022             oriented for flight, or to confirm changes you think you saved 
1023             are really saved.
1024           </para>
1025         </listitem>
1026         <listitem>
1027           <para>
1028             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1029             lost.
1030           </para>
1031         </listitem>
1032       </itemizedlist>
1033       <para>
1034         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1035       </para>
1036       <section>
1037         <title>Main Deploy Altitude</title>
1038         <para>
1039           This sets the altitude (above the recorded pad altitude) at
1040           which the 'main' igniter will fire. The drop-down menu shows
1041           some common values, but you can edit the text directly and
1042           choose whatever you like. If the apogee charge fires below
1043           this altitude, then the main charge will fire two seconds
1044           after the apogee charge fires.
1045         </para>
1046       </section>
1047       <section>
1048         <title>Apogee Delay</title>
1049         <para>
1050           When flying redundant electronics, it's often important to
1051           ensure that multiple apogee charges don't fire at precisely
1052           the same time, as that can over pressurize the apogee deployment
1053           bay and cause a structural failure of the air-frame. The Apogee
1054           Delay parameter tells the flight computer to fire the apogee
1055           charge a certain number of seconds after apogee has been
1056           detected.
1057         </para>
1058       </section>
1059       <section>
1060         <title>Radio Frequency</title>
1061         <para>
1062           This configures which of the configured frequencies to use for both
1063           telemetry and packet command mode. Note that if you set this
1064           value via packet command mode, you will have to reconfigure
1065           the TeleDongle frequency before you will be able to use packet
1066           command mode again.
1067         </para>
1068       </section>
1069       <section>
1070         <title>Radio Calibration</title>
1071         <para>
1072           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1073           factory to ensure that they transmit and receive on the
1074           specified frequency.  If you need to you can adjust the calibration 
1075           by changing this value.  Do not do this without understanding what
1076           the value means, read the appendix on calibration and/or the source
1077           code for more information.  To change a TeleDongle's calibration, 
1078           you must reprogram the unit completely.
1079         </para>
1080       </section>
1081       <section>
1082         <title>Callsign</title>
1083         <para>
1084           This sets the call sign included in each telemetry packet. Set this
1085           as needed to conform to your local radio regulations.
1086         </para>
1087       </section>
1088       <section>
1089         <title>Maximum Flight Log Size</title>
1090         <para>
1091           This sets the space (in kilobytes) allocated for each flight
1092           log. The available space will be divided into chunks of this
1093           size. A smaller value will allow more flights to be stored,
1094           a larger value will record data from longer flights.
1095         </para>
1096         <para>
1097           During ascent, TeleMetrum records barometer and
1098           accelerometer values 100 times per second, other analog
1099           information (voltages and temperature) 6 times per second
1100           and GPS data once per second. During descent, the non-GPS
1101           data is recorded 1/10th as often. Each barometer +
1102           accelerometer record takes 8 bytes.
1103         </para>
1104         <para>
1105           The default, 192kB, will store over 200 seconds of data at
1106           the ascent rate, or over 2000 seconds of data at the descent
1107           rate. That's plenty for most flights. This leaves enough
1108           storage for five flights in 1MB systems, or 10 flights in 2MB 
1109           systems.
1110         </para>
1111         <para>
1112           The configuration block takes the last available block of
1113           memory, on v1.0 boards that's just 256 bytes. However, the
1114           flash part on the v1.1 boards uses 64kB for each block.
1115         </para>
1116         <para>
1117            TeleMini has 5kB of on-board storage, which is plenty for a
1118            single flight. Make sure you download and delete the data
1119            before subsequent flights, or TeleMini will not log any data.
1120         </para>
1121       </section>
1122       <section>
1123         <title>Ignite Mode</title>
1124         <para>
1125           TeleMetrum and TeleMini provide two igniter channels as they
1126           were originally designed as dual-deploy flight
1127           computers. This configuration parameter allows the two
1128           channels to be used in different configurations.
1129         </para>
1130         <itemizedlist>
1131           <listitem>
1132             <para>
1133               Dual Deploy. This is the usual mode of operation; the
1134               'apogee' channel is fired at apogee and the 'main'
1135               channel at the height above ground specified by the
1136               'Main Deploy Altitude' during descent.
1137             </para>
1138           </listitem>
1139           <listitem>
1140             <para>
1141               Redundant Apogee. This fires both channels at
1142               apogee, the 'apogee' channel first followed after a two second
1143               delay by the 'main' channel.
1144             </para>
1145           </listitem>
1146           <listitem>
1147             <para>
1148               Redundant Main. This fires both channels at the
1149               height above ground specified by the Main Deploy
1150               Altitude setting during descent. The 'apogee'
1151               channel is fired first, followed after a two second
1152               delay by the 'main' channel.
1153             </para>
1154           </listitem>
1155         </itemizedlist>
1156       </section>
1157       <section>
1158         <title>Pad Orientation</title>
1159         <para>
1160           Because it includes an accelerometer, TeleMetrum is
1161           sensitive to the orientation of the board. By default, it
1162           expects the antenna end to point forward. This parameter
1163           allows that default to be changed, permitting the board to
1164           be mounted with the antenna pointing aft instead.
1165         </para>
1166         <itemizedlist>
1167           <listitem>
1168             <para>
1169               Antenna Up. In this mode, the antenna end of the
1170               TeleMetrum board must point forward, in line with the
1171               expected flight path.
1172             </para>
1173           </listitem>
1174           <listitem>
1175             <para>
1176               Antenna Down. In this mode, the antenna end of the
1177               TeleMetrum board must point aft, in line with the
1178               expected flight path.
1179             </para>
1180           </listitem>
1181         </itemizedlist>
1182       </section>
1183     </section>
1184     <section>
1185       <title>Configure AltosUI</title>
1186       <para>
1187         This button presents a dialog so that you can configure the AltosUI global settings.
1188       </para>
1189       <section>
1190         <title>Voice Settings</title>
1191         <para>
1192           AltosUI provides voice announcements during flight so that you
1193           can keep your eyes on the sky and still get information about
1194           the current flight status. However, sometimes you don't want
1195           to hear them.
1196         </para>
1197         <itemizedlist>
1198           <listitem>
1199             <para>Enable—turns all voice announcements on and off</para>
1200           </listitem>
1201           <listitem>
1202             <para>
1203               Test Voice—Plays a short message allowing you to verify
1204               that the audio system is working and the volume settings
1205               are reasonable
1206             </para>
1207           </listitem>
1208         </itemizedlist>
1209       </section>
1210       <section>
1211         <title>Log Directory</title>
1212         <para>
1213           AltosUI logs all telemetry data and saves all TeleMetrum flash
1214           data to this directory. This directory is also used as the
1215           staring point when selecting data files for display or export.
1216         </para>
1217         <para>
1218           Click on the directory name to bring up a directory choosing
1219           dialog, select a new directory and click 'Select Directory' to
1220           change where AltosUI reads and writes data files.
1221         </para>
1222       </section>
1223       <section>
1224         <title>Callsign</title>
1225         <para>
1226           This value is transmitted in each command packet sent from 
1227           TeleDongle and received from an altimeter.  It is not used in 
1228           telemetry mode, as the callsign configured in the altimeter board
1229           is included in all telemetry packets.  Configure this
1230           with the AltosUI operators call sign as needed to comply with
1231           your local radio regulations.
1232         </para>
1233       </section>
1234       <section>
1235         <title>Font Size</title>
1236         <para>
1237           Selects the set of fonts used in the flight monitor
1238           window. Choose between the small, medium and large sets.
1239         </para>
1240       </section>
1241       <section>
1242         <title>Serial Debug</title>
1243         <para>
1244           This causes all communication with a connected device to be
1245           dumped to the console from which AltosUI was started. If
1246           you've started it from an icon or menu entry, the output
1247           will simply be discarded. This mode can be useful to debug
1248           various serial communication issues.
1249         </para>
1250       </section>
1251       <section>
1252         <title>Manage Frequencies</title>
1253         <para>
1254           This brings up a dialog where you can configure the set of
1255           frequencies shown in the various frequency menus. You can
1256           add as many as you like, or even reconfigure the default
1257           set. Changing this list does not affect the frequency
1258           settings of any devices, it only changes the set of
1259           frequencies shown in the menus.
1260         </para>
1261       </section>
1262     </section>
1263     <section>
1264       <title>Flash Image</title>
1265       <para>
1266         This reprograms any Altus Metrum device by using a TeleMetrum
1267         or TeleDongle as a programming dongle. Please read the
1268         directions for flashing devices in the Updating Device
1269         Firmware chapter below.
1270       </para>
1271       <para>
1272         Once you have the programmer and target devices connected,
1273         push the 'Flash Image' button. That will present a dialog box
1274         listing all of the connected devices. Carefully select the
1275         programmer device, not the device to be programmed.
1276       </para>
1277       <para>
1278         Next, select the image to flash to the device. These are named
1279         with the product name and firmware version. The file selector
1280         will start in the directory containing the firmware included
1281         with the AltosUI package. Navigate to the directory containing
1282         the desired firmware if it isn't there.
1283       </para>
1284       <para>
1285         Next, a small dialog containing the device serial number and
1286         RF calibration values should appear. If these values are
1287         incorrect (possibly due to a corrupted image in the device),
1288         enter the correct values here.
1289       </para>
1290       <para>
1291         Finally, a dialog containing a progress bar will follow the
1292         programming process.
1293       </para>
1294       <para>
1295         When programming is complete, the target device will
1296         reboot. Note that if the target device is connected via USB, you
1297         will have to unplug it and then plug it back in for the USB
1298         connection to reset so that you can communicate with the device
1299         again.
1300       </para>
1301     </section>
1302     <section>
1303       <title>Fire Igniter</title>
1304       <para>
1305         This activates the igniter circuits in TeleMetrum to help test
1306         recovery systems deployment. Because this command can operate
1307         over the Packet Command Link, you can prepare the rocket as
1308         for flight and then test the recovery system without needing
1309         to snake wires inside the air-frame.
1310       </para>
1311       <para>
1312         Selecting the 'Fire Igniter' button brings up the usual device
1313         selection dialog. Pick the desired TeleDongle or TeleMetrum
1314         device. This brings up another window which shows the current
1315         continuity test status for both apogee and main charges.
1316       </para>
1317       <para>
1318         Next, select the desired igniter to fire. This will enable the
1319         'Arm' button.
1320       </para>
1321       <para>
1322         Select the 'Arm' button. This enables the 'Fire' button. The
1323         word 'Arm' is replaced by a countdown timer indicating that
1324         you have 10 seconds to press the 'Fire' button or the system
1325         will deactivate, at which point you start over again at
1326         selecting the desired igniter.
1327       </para>
1328     </section>
1329     <section>
1330       <title>Scan Channels</title>
1331       <para>
1332         This listens for telemetry packets on all of the configured
1333         frequencies, displaying information about each device it
1334         receives a packet from. You can select which of the three
1335         telemetry formats should be tried; by default, it only listens
1336         for the standard telemetry packets used in v1.0 and later
1337         firmware.
1338       </para>
1339     </section>
1340     <section>
1341       <title>Load Maps</title>
1342       <para>
1343         Before heading out to a new launch site, you can use this to
1344         load satellite images in case you don't have internet
1345         connectivity at the site. This loads a fairly large area
1346         around the launch site, which should cover any flight you're likely to make.
1347       </para>
1348       <para>
1349         There's a drop-down menu of launch sites we know about; if
1350         your favorites aren't there, please let us know the lat/lon
1351         and name of the site. The contents of this list are actually
1352         downloaded at run-time, so as new sites are sent in, they'll
1353         get automatically added to this list.
1354       </para>
1355       <para>
1356         If the launch site isn't in the list, you can manually enter the lat/lon values
1357       </para>
1358       <para>
1359         Clicking the 'Load Map' button will fetch images from Google
1360         Maps; note that Google limits how many images you can fetch at
1361         once, so if you load more than one launch site, you may get
1362         some gray areas in the map which indicate that Google is tired
1363         of sending data to you. Try again later.
1364       </para>
1365     </section>
1366     <section>
1367       <title>Monitor Idle</title>
1368       <para>
1369         This brings up a dialog similar to the Monitor Flight UI,
1370         except it works with the altimeter in "idle" mode by sending
1371         query commands to discover the current state rather than
1372         listening for telemetry packets.
1373       </para>
1374     </section>
1375   </chapter>
1376   <chapter>
1377     <title>Using Altus Metrum Products</title>
1378     <section>
1379       <title>Being Legal</title>
1380       <para>
1381         First off, in the US, you need an <ulink url="http://www.altusmetrum.org/Radio/">amateur radio license</ulink> or
1382         other authorization to legally operate the radio transmitters that are part
1383         of our products.
1384       </para>
1385       </section>
1386       <section>
1387         <title>In the Rocket</title>
1388         <para>
1389           In the rocket itself, you just need a <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMetrum/">TeleMetrum</ulink> or
1390           <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMini/">TeleMini</ulink> board and
1391           a Li-Po rechargeable battery.  An 860mAh battery weighs less than a 9V
1392           alkaline battery, and will run a TeleMetrum for hours.
1393           A 110mAh battery weighs less than a triple A battery and will run a TeleMetrum for
1394           a few hours, or a TeleMini for much (much) longer.
1395         </para>
1396         <para>
1397           By default, we ship the altimeters with a simple wire antenna.  If your
1398           electronics bay or the air-frame it resides within is made of carbon fiber,
1399           which is opaque to RF signals, you may choose to have an SMA connector
1400           installed so that you can run a coaxial cable to an antenna mounted
1401           elsewhere in the rocket.
1402         </para>
1403       </section>
1404       <section>
1405         <title>On the Ground</title>
1406         <para>
1407           To receive the data stream from the rocket, you need an antenna and short
1408           feed-line connected to one of our <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleDongle/">TeleDongle</ulink> units.  The
1409           TeleDongle in turn plugs directly into the USB port on a notebook
1410           computer.  Because TeleDongle looks like a simple serial port, your computer
1411           does not require special device drivers... just plug it in.
1412         </para>
1413         <para>
1414           The GUI tool, AltosUI, is written in Java and runs across
1415           Linux, Mac OS and Windows. There's also a suite of C tools
1416           for Linux which can perform most of the same tasks.
1417         </para>
1418         <para>
1419           After the flight, you can use the radio link to extract the more detailed data
1420           logged in either TeleMetrum or TeleMini devices, or you can use a mini USB cable to plug into the
1421           TeleMetrum board directly.  Pulling out the data without having to open up
1422           the rocket is pretty cool!  A USB cable is also how you charge the Li-Po
1423           battery, so you'll want one of those anyway... the same cable used by lots
1424           of digital cameras and other modern electronic stuff will work fine.
1425         </para>
1426         <para>
1427           If your TeleMetrum-equipped rocket lands out of sight, you may enjoy having a hand-held GPS
1428           receiver, so that you can put in a way-point for the last reported rocket
1429           position before touch-down.  This makes looking for your rocket a lot like
1430           Geo-Caching... just go to the way-point and look around starting from there.
1431         </para>
1432         <para>
1433           You may also enjoy having a ham radio "HT" that covers the 70cm band... you
1434           can use that with your antenna to direction-find the rocket on the ground
1435           the same way you can use a Walston or Beeline tracker.  This can be handy
1436           if the rocket is hiding in sage brush or a tree, or if the last GPS position
1437           doesn't get you close enough because the rocket dropped into a canyon, or
1438           the wind is blowing it across a dry lake bed, or something like that...  Keith
1439           and Bdale both currently own and use the Yaesu VX-7R at launches.
1440         </para>
1441         <para>
1442           So, to recap, on the ground the hardware you'll need includes:
1443           <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1444             <listitem>
1445               an antenna and feed-line
1446             </listitem>
1447             <listitem>
1448               a TeleDongle
1449             </listitem>
1450             <listitem>
1451               a notebook computer
1452             </listitem>
1453             <listitem>
1454               optionally, a hand-held GPS receiver
1455             </listitem>
1456             <listitem>
1457               optionally, an HT or receiver covering 435 MHz
1458             </listitem>
1459           </orderedlist>
1460         </para>
1461         <para>
1462           The best hand-held commercial directional antennas we've found for radio
1463           direction finding rockets are from
1464           <ulink url="http://www.arrowantennas.com/" >
1465             Arrow Antennas.
1466           </ulink>
1467           The 440-3 and 440-5 are both good choices for finding a
1468           TeleMetrum- or TeleMini- equipped rocket when used with a suitable 70cm HT.
1469         </para>
1470       </section>
1471       <section>
1472         <title>Data Analysis</title>
1473         <para>
1474           Our software makes it easy to log the data from each flight, both the
1475           telemetry received during the flight itself, and the more
1476           complete data log recorded in the flash memory on the altimeter
1477           board.  Once this data is on your computer, our post-flight tools make it
1478           easy to quickly get to the numbers everyone wants, like apogee altitude,
1479           max acceleration, and max velocity.  You can also generate and view a
1480           standard set of plots showing the altitude, acceleration, and
1481           velocity of the rocket during flight.  And you can even export a TeleMetrum data file
1482           usable with Google Maps and Google Earth for visualizing the flight path
1483           in two or three dimensions!
1484         </para>
1485         <para>
1486           Our ultimate goal is to emit a set of files for each flight that can be
1487           published as a web page per flight, or just viewed on your local disk with
1488           a web browser.
1489         </para>
1490       </section>
1491       <section>
1492         <title>Future Plans</title>
1493         <para>
1494           In the future, we intend to offer "companion boards" for the rocket that will
1495           plug in to TeleMetrum to collect additional data, provide more pyro channels,
1496           and so forth.  
1497         </para>
1498         <para>
1499           We are also working on the design of a hand-held ground terminal that will
1500           allow monitoring the rocket's status, collecting data during flight, and
1501           logging data after flight without the need for a notebook computer on the
1502           flight line.  Particularly since it is so difficult to read most notebook
1503           screens in direct sunlight, we think this will be a great thing to have.
1504         </para>
1505         <para>
1506           Because all of our work is open, both the hardware designs and the software,
1507           if you have some great idea for an addition to the current Altus Metrum family,
1508           feel free to dive in and help!  Or let us know what you'd like to see that
1509           we aren't already working on, and maybe we'll get excited about it too...
1510         </para>
1511     </section>
1512   </chapter>
1513   <chapter>
1514     <title>Altimeter Installation Recommendations</title>
1515     <para>
1516       Building high-power rockets that fly safely is hard enough. Mix
1517       in some sophisticated electronics and a bunch of radio energy
1518       and oftentimes you find few perfect solutions. This chapter
1519       contains some suggestions about how to install Altus Metrum
1520       products into the rocket air-frame, including how to safely and
1521       reliably mix a variety of electronics into the same air-frame.
1522     </para>
1523     <section>
1524       <title>Mounting the Altimeter</title>
1525       <para>
1526         The first consideration is to ensure that the altimeter is
1527         securely fastened to the air-frame. For TeleMetrum, we use
1528         nylon standoffs and nylon screws; they're good to at least 50G
1529         and cannot cause any electrical issues on the board. For
1530         TeleMini, we usually cut small pieces of 1/16" balsa to fit
1531         under the screw holes, and then take 2x56 nylon screws and
1532         screw them through the TeleMini mounting holes, through the
1533         balsa and into the underlying material.
1534       </para>
1535       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1536         <listitem>
1537           Make sure TeleMetrum is aligned precisely along the axis of
1538           acceleration so that the accelerometer can accurately
1539           capture data during the flight.
1540         </listitem>
1541         <listitem>
1542           Watch for any metal touching components on the
1543           board. Shorting out connections on the bottom of the board
1544           can cause the altimeter to fail during flight.
1545         </listitem>
1546       </orderedlist>
1547     </section>
1548     <section>
1549       <title>Dealing with the Antenna</title>
1550       <para>
1551         The antenna supplied is just a piece of solid, insulated,
1552         wire. If it gets damaged or broken, it can be easily
1553         replaced. It should be kept straight and not cut; bending or
1554         cutting it will change the resonant frequency and/or
1555         impedance, making it a less efficient radiator and thus
1556         reducing the range of the telemetry signal.
1557       </para>
1558       <para>
1559         Keeping metal away from the antenna will provide better range
1560         and a more even radiation pattern. In most rockets, it's not
1561         entirely possible to isolate the antenna from metal
1562         components; there are often bolts, all-thread and wires from other
1563         electronics to contend with. Just be aware that the more stuff
1564         like this around the antenna, the lower the range.
1565       </para>
1566       <para>
1567         Make sure the antenna is not inside a tube made or covered
1568         with conducting material. Carbon fiber is the most common
1569         culprit here -- CF is a good conductor and will effectively
1570         shield the antenna, dramatically reducing signal strength and
1571         range. Metallic flake paint is another effective shielding
1572         material which is to be avoided around any antennas.
1573       </para>
1574       <para>
1575         If the ebay is large enough, it can be convenient to simply
1576         mount the altimeter at one end and stretch the antenna out
1577         inside. Taping the antenna to the sled can keep it straight
1578         under acceleration. If there are metal rods, keep the
1579         antenna as far away as possible.
1580       </para>
1581       <para>
1582         For a shorter ebay, it's quite practical to have the antenna
1583         run through a bulkhead and into an adjacent bay. Drill a small
1584         hole in the bulkhead, pass the antenna wire through it and
1585         then seal it up with glue or clay. We've also used acrylic
1586         tubing to create a cavity for the antenna wire. This works a
1587         bit better in that the antenna is known to stay straight and
1588         not get folded by recovery components in the bay. Angle the
1589         tubing towards the side wall of the rocket and it ends up
1590         consuming very little space.
1591       </para>
1592       <para>
1593         If you need to place the antenna at a distance from the
1594         altimeter, you can replace the antenna with an edge-mounted
1595         SMA connector, and then run 50Ω coax from the board to the
1596         antenna. Building a remote antenna is beyond the scope of this
1597         manual.
1598       </para>
1599     </section>
1600     <section>
1601       <title>Preserving GPS Reception</title>
1602       <para>
1603         The GPS antenna and receiver in TeleMetrum are highly
1604         sensitive and normally have no trouble tracking enough
1605         satellites to provide accurate position information for
1606         recovering the rocket. However, there are many ways to
1607         attenuate the GPS signal.
1608       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1609         <listitem>
1610           Conductive tubing or coatings. Carbon fiber and metal
1611           tubing, or metallic paint will all dramatically attenuate the
1612           GPS signal. We've never heard of anyone successfully
1613           receiving GPS from inside these materials.
1614         </listitem>
1615         <listitem>
1616           Metal components near the GPS patch antenna. These will
1617           de-tune the patch antenna, changing the resonant frequency
1618           away from the L1 carrier and reduce the effectiveness of the
1619           antenna. You can place as much stuff as you like beneath the
1620           antenna as that's covered with a ground plane. But, keep
1621           wires and metal out from above the patch antenna.
1622         </listitem>
1623       </orderedlist>
1624       </para>
1625     </section>
1626     <section>
1627       <title>Radio Frequency Interference</title>
1628       <para>
1629         Any altimeter will generate RFI; the digital circuits use
1630         high-frequency clocks that spray radio interference across a
1631         wide band. Altus Metrum altimeters generate intentional radio
1632         signals as well, increasing the amount of RF energy around the board.
1633       </para>
1634       <para>
1635         Rocketry altimeters also use precise sensors measuring air
1636         pressure and acceleration. Tiny changes in voltage can cause
1637         these sensor readings to vary by a huge amount. When the
1638         sensors start mis-reporting data, the altimeter can either
1639         fire the igniters at the wrong time, or not fire them at all.
1640       </para>
1641       <para>
1642         Voltages are induced when radio frequency energy is
1643         transmitted from one circuit to another. Here are things that
1644         influence the induced voltage and current:
1645       </para>
1646       <itemizedlist>
1647         <listitem>
1648           Keep wires from different circuits apart. Moving circuits
1649           further apart will reduce RFI.
1650         </listitem>
1651         <listitem>
1652           Avoid parallel wires from different circuits. The longer two
1653           wires run parallel to one another, the larger the amount of
1654           transferred energy. Cross wires at right angles to reduce
1655           RFI.
1656         </listitem>
1657         <listitem>
1658           Twist wires from the same circuits. Two wires the same
1659           distance from the transmitter will get the same amount of
1660           induced energy which will then cancel out. Any time you have
1661           a wire pair running together, twist the pair together to
1662           even out distances and reduce RFI. For altimeters, this
1663           includes battery leads, switch hookups and igniter
1664           circuits.
1665         </listitem>
1666         <listitem>
1667           Avoid resonant lengths. Know what frequencies are present
1668           in the environment and avoid having wire lengths near a
1669           natural resonant length. Altusmetrum products transmit on the
1670           70cm amateur band, so you should avoid lengths that are a
1671           simple ratio of that length; essentially any multiple of 1/4
1672           of the wavelength (17.5cm).
1673         </listitem>
1674       </itemizedlist>
1675     </section>
1676     <section>
1677       <title>The Barometric Sensor</title>
1678       <para>
1679         Altusmetrum altimeters measure altitude with a barometric
1680         sensor, essentially measuring the amount of air above the
1681         rocket to figure out how high it is. A large number of
1682         measurements are taken as the altimeter initializes itself to
1683         figure out the pad altitude. Subsequent measurements are then
1684         used to compute the height above the pad.
1685       </para>
1686       <para>
1687         To accurately measure atmospheric pressure, the ebay
1688         containing the altimeter must be vented outside the
1689         air-frame. The vent must be placed in a region of linear
1690         airflow, have smooth edges, and away from areas of increasing or 
1691         decreasing pressure.
1692       </para>
1693       <para>
1694         The barometric sensor in the altimeter is quite sensitive to
1695         chemical damage from the products of APCP or BP combustion, so
1696         make sure the ebay is carefully sealed from any compartment
1697         which contains ejection charges or motors.
1698       </para>
1699     </section>
1700     <section>
1701       <title>Ground Testing</title>
1702       <para>
1703         The most important aspect of any installation is careful
1704         ground testing. Bringing an air-frame up to the LCO table which
1705         hasn't been ground tested can lead to delays or ejection
1706         charges firing on the pad, or, even worse, a recovery system
1707         failure.
1708       </para>
1709       <para>
1710         Do a 'full systems' test that includes wiring up all igniters
1711         without any BP and turning on all of the electronics in flight
1712         mode. This will catch any mistakes in wiring and any residual
1713         RFI issues that might accidentally fire igniters at the wrong
1714         time. Let the air-frame sit for several minutes, checking for
1715         adequate telemetry signal strength and GPS lock.  If any igniters
1716         fire unexpectedly, find and resolve the issue before loading any
1717         BP charges!
1718       </para>
1719       <para>
1720         Ground test the ejection charges. Prepare the rocket for
1721         flight, loading ejection charges and igniters. Completely
1722         assemble the air-frame and then use the 'Fire Igniters'
1723         interface through a TeleDongle to command each charge to
1724         fire. Make sure the charge is sufficient to robustly separate
1725         the air-frame and deploy the recovery system.
1726       </para>
1727     </section>
1728   </chapter>
1729   <chapter>
1730     <title>Updating Device Firmware</title>
1731     <para>
1732       The big concept to understand is that you have to use a
1733       TeleDongle as a programmer to update a TeleMetrum or TeleMini,
1734       and a TeleMetrum or other TeleDongle to program the TeleDongle
1735       Due to limited memory resources in the cc1111, we don't support
1736       programming directly over USB. 
1737     </para>
1738     <para>
1739       You may wish to begin by ensuring you have current firmware images.
1740       These are distributed as part of the AltOS software bundle that
1741       also includes the AltosUI ground station program.  Newer ground
1742       station versions typically work fine with older firmware versions,
1743       so you don't need to update your devices just to try out new
1744       software features.  You can always download the most recent
1745       version from <ulink url="http://www.altusmetrum.org/AltOS/"/>.
1746     </para>
1747     <para>
1748       We recommend updating the altimeter first, before updating TeleDongle.
1749     </para>
1750     <section>
1751       <title>Updating TeleMetrum Firmware</title>
1752       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1753         <listitem>
1754           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
1755           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
1756           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
1757         </listitem>
1758         <listitem>
1759           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
1760           to the circuit board.
1761         </listitem>
1762         <listitem>
1763           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
1764           matching connector on the TeleDongle, and the 4-pin end to the
1765           matching connector on the TeleMetrum.
1766           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
1767           goes through a hole in the PC board when you have the cable
1768           oriented correctly.
1769         </listitem>
1770         <listitem>
1771           Attach a battery to the TeleMetrum board.
1772         </listitem>
1773         <listitem>
1774           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
1775           up the TeleMetrum.
1776         </listitem>
1777         <listitem>
1778           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
1779         </listitem>
1780         <listitem>
1781           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
1782           programming device.
1783         </listitem>
1784         <listitem>
1785           Select the image you want put on the TeleMetrum, which should have a
1786           name in the form telemetrum-v1.1-1.0.0.ihx.  It should be visible
1787         in the default directory, if not you may have to poke around
1788         your system to find it.
1789         </listitem>
1790         <listitem>
1791           Make sure the configuration parameters are reasonable
1792           looking. If the serial number and/or RF configuration
1793           values aren't right, you'll need to change them.
1794         </listitem>
1795         <listitem>
1796           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
1797           the TeleMetrum with new firmware, showing a progress bar.
1798         </listitem>
1799         <listitem>
1800           Confirm that the TeleMetrum board seems to have updated OK, which you
1801           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
1802           to connect to the board and issue the 'v' command to check
1803           the version, etc.
1804         </listitem>
1805         <listitem>
1806           If something goes wrong, give it another try.
1807         </listitem>
1808       </orderedlist>
1809     </section>
1810     <section>
1811       <title>Updating TeleMini Firmware</title>
1812       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1813         <listitem>
1814           You'll need a special 'programming cable' to reprogram the
1815           TeleMini. It's available on the Altus Metrum web store, or
1816           you can make your own using an 8-pin MicroMaTch connector on
1817           one end and a set of four pins on the other.
1818         </listitem>
1819         <listitem>
1820           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
1821           to the circuit board.
1822         </listitem>
1823         <listitem>
1824           Plug the 8-pin end of the programming cable to the matching
1825           connector on the TeleDongle, and the 4-pins into the holes
1826           in the TeleMini circuit board.  Note that the MicroMaTch
1827           connector has an alignment pin that goes through a hole in
1828           the PC board when you have the cable oriented correctly, and
1829           that pin 1 on the TeleMini board is marked with a square pad
1830           while the other pins have round pads.
1831         </listitem>
1832         <listitem>
1833           Attach a battery to the TeleMini board.
1834         </listitem>
1835         <listitem>
1836           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
1837           up the TeleMini
1838         </listitem>
1839         <listitem>
1840           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
1841         </listitem>
1842         <listitem>
1843           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
1844           programming device.
1845         </listitem>
1846         <listitem>
1847           Select the image you want put on the TeleMini, which should have a
1848           name in the form telemini-v1.0-1.0.0.ihx.  It should be visible
1849         in the default directory, if not you may have to poke around
1850         your system to find it.
1851         </listitem>
1852         <listitem>
1853           Make sure the configuration parameters are reasonable
1854           looking. If the serial number and/or RF configuration
1855           values aren't right, you'll need to change them.
1856         </listitem>
1857         <listitem>
1858           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
1859           the TeleMini with new firmware, showing a progress bar.
1860         </listitem>
1861         <listitem>
1862           Confirm that the TeleMini board seems to have updated OK, which you
1863           can do by configuring it over the radio link through the TeleDongle, or
1864           letting it come up in "flight" mode and listening for telemetry.
1865         </listitem>
1866         <listitem>
1867           If something goes wrong, give it another try.
1868         </listitem>
1869       </orderedlist>
1870     </section>
1871     <section>
1872       <title>Updating TeleDongle Firmware</title>
1873       <para>
1874         Updating TeleDongle's firmware is just like updating TeleMetrum or TeleMini
1875         firmware, but you use either a TeleMetrum or another TeleDongle as the programmer.
1876         </para>
1877       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1878         <listitem>
1879           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
1880           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
1881           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
1882         </listitem>
1883         <listitem>
1884           Find the USB cable that you got as part of the starter kit, and
1885           plug the "mini" end in to the mating connector on TeleMetrum or TeleDongle.
1886         </listitem>
1887         <listitem>
1888           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
1889           to the circuit board.
1890         </listitem>
1891         <listitem>
1892           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
1893           matching connector on the programmer, and the 4-pin end to the
1894           matching connector on the TeleDongle.
1895           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
1896           goes through a hole in the PC board when you have the cable
1897           oriented correctly.
1898         </listitem>
1899         <listitem>
1900           Attach a battery to the TeleMetrum board if you're using one.
1901         </listitem>
1902         <listitem>
1903           Plug both the programmer and the TeleDongle into your computer's USB
1904           ports, and power up the programmer.
1905         </listitem>
1906         <listitem>
1907           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
1908         </listitem>
1909         <listitem>
1910           Pick the programmer device from the list, identifying it as the
1911           programming device.
1912         </listitem>
1913         <listitem>
1914           Select the image you want put on the TeleDongle, which should have a
1915           name in the form teledongle-v0.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
1916         in the default directory, if not you may have to poke around
1917         your system to find it.
1918         </listitem>
1919         <listitem>
1920           Make sure the configuration parameters are reasonable
1921           looking. If the serial number and/or RF configuration
1922           values aren't right, you'll need to change them.  The TeleDongle
1923           serial number is on the "bottom" of the circuit board, and can
1924           usually be read through the translucent blue plastic case without
1925           needing to remove the board from the case.
1926         </listitem>
1927         <listitem>
1928           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
1929           the TeleDongle with new firmware, showing a progress bar.
1930         </listitem>
1931         <listitem>
1932           Confirm that the TeleDongle board seems to have updated OK, which you
1933           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
1934           to connect to the board and issue the 'v' command to check
1935           the version, etc.  Once you're happy, remove the programming cable
1936           and put the cover back on the TeleDongle.
1937         </listitem>
1938         <listitem>
1939           If something goes wrong, give it another try.
1940         </listitem>
1941       </orderedlist>
1942       <para>
1943         Be careful removing the programming cable from the locking 8-pin
1944         connector on TeleMetrum.  You'll need a fingernail or perhaps a thin
1945         screwdriver or knife blade to gently pry the locking ears out
1946         slightly to extract the connector.  We used a locking connector on
1947         TeleMetrum to help ensure that the cabling to companion boards
1948         used in a rocket don't ever come loose accidentally in flight.
1949       </para>
1950     </section>
1951   </chapter>
1952   <chapter>
1953     <title>Hardware Specifications</title>
1954     <section>
1955       <title>TeleMetrum Specifications</title>
1956       <itemizedlist>
1957         <listitem>
1958           <para>
1959             Recording altimeter for model rocketry.
1960           </para>
1961         </listitem>
1962         <listitem>
1963           <para>
1964             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
1965           </para>
1966         </listitem>
1967         <listitem>
1968           <para>
1969             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
1970           </para>
1971         </listitem>
1972         <listitem>
1973           <para>
1974             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
1975           </para>
1976         </listitem>
1977         <listitem>
1978           <para>
1979             1-axis high-g accelerometer for motor characterization, capable of
1980             +/- 50g using default part.
1981           </para>
1982         </listitem>
1983         <listitem>
1984           <para>
1985             On-board, integrated GPS receiver with 5Hz update rate capability.
1986           </para>
1987         </listitem>
1988         <listitem>
1989           <para>
1990             On-board 1 megabyte non-volatile memory for flight data storage.
1991           </para>
1992         </listitem>
1993         <listitem>
1994           <para>
1995             USB interface for battery charging, configuration, and data recovery.
1996           </para>
1997         </listitem>
1998         <listitem>
1999           <para>
2000             Fully integrated support for Li-Po rechargeable batteries.
2001           </para>
2002         </listitem>
2003         <listitem>
2004           <para>
2005             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2006             optional separate pyro battery if needed.
2007           </para>
2008         </listitem>
2009         <listitem>
2010           <para>
2011             2.75 x 1 inch board designed to fit inside 29mm air-frame coupler tube.
2012           </para>
2013         </listitem>
2014       </itemizedlist>
2015     </section>
2016     <section>
2017       <title>TeleMini Specifications</title>
2018       <itemizedlist>
2019         <listitem>
2020           <para>
2021             Recording altimeter for model rocketry.
2022           </para>
2023         </listitem>
2024         <listitem>
2025           <para>
2026             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2027           </para>
2028         </listitem>
2029         <listitem>
2030           <para>
2031             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2032           </para>
2033         </listitem>
2034         <listitem>
2035           <para>
2036             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2037           </para>
2038         </listitem>
2039         <listitem>
2040           <para>
2041             On-board 5 kilobyte non-volatile memory for flight data storage.
2042           </para>
2043         </listitem>
2044         <listitem>
2045           <para>
2046             RF interface for battery charging, configuration, and data recovery.
2047           </para>
2048         </listitem>
2049         <listitem>
2050           <para>
2051             Support for Li-Po rechargeable batteries, using an external charger.
2052           </para>
2053         </listitem>
2054         <listitem>
2055           <para>
2056             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2057             optional separate pyro battery if needed.
2058           </para>
2059         </listitem>
2060         <listitem>
2061           <para>
2062             1.5 x .5 inch board designed to fit inside 18mm air-frame coupler tube.
2063           </para>
2064         </listitem>
2065       </itemizedlist>
2066     </section>
2067   </chapter>
2068   <chapter>
2069     <title>FAQ</title>
2070       <para>
2071         TeleMetrum seems to shut off when disconnected from the
2072         computer.  Make sure the battery is adequately charged.  Remember the
2073         unit will pull more power than the USB port can deliver before the
2074         GPS enters "locked" mode.  The battery charges best when TeleMetrum
2075         is turned off.
2076       </para>
2077       <para>
2078         It's impossible to stop the TeleDongle when it's in "p" mode, I have
2079         to unplug the USB cable?  Make sure you have tried to "escape out" of
2080         this mode.  If this doesn't work the reboot procedure for the
2081         TeleDongle *is* to simply unplug it. 'cu' however will retain it's
2082         outgoing buffer IF your "escape out" ('~~') does not work.
2083         At this point using either 'ao-view' (or possibly
2084         'cutemon') instead of 'cu' will 'clear' the issue and allow renewed
2085         communication.
2086       </para>
2087       <para>
2088         The amber LED (on the TeleMetrum) lights up when both
2089         battery and USB are connected. Does this mean it's charging?
2090         Yes, the yellow LED indicates the charging at the 'regular' rate.
2091         If the led is out but the unit is still plugged into a USB port,
2092         then the battery is being charged at a 'trickle' rate.
2093       </para>
2094       <para>
2095         There are no "dit-dah-dah-dit" sound or lights like the manual mentions?
2096         That's the "pad" mode.  Weak batteries might be the problem.
2097         It is also possible that the TeleMetrum is horizontal and the output
2098         is instead a "dit-dit" meaning 'idle'. For TeleMini, it's possible that
2099         it received a command packet which would have left it in "pad" mode.
2100       </para>
2101       <para>
2102         How do I save flight data?
2103         Live telemetry is written to file(s) whenever AltosUI is connected
2104         to the TeleDongle.  The file area defaults to ~/TeleMetrum
2105         but is easily changed using the menus in AltosUI. The files that
2106         are written end in '.telem'. The after-flight
2107         data-dumped files will end in .eeprom and represent continuous data
2108         unlike the .telem files that are subject to losses
2109         along the RF data path.
2110         See the above instructions on what and how to save the eeprom stored
2111         data after physically retrieving your altimeter.  Make sure to save
2112         the on-board data after each flight; while the TeleMetrum can store
2113         multiple flights, you never know when you'll lose the altimeter...
2114       </para>
2115   </chapter>
2116   <appendix>
2117     <title>Notes for Older Software</title>
2118     <para>
2119       <emphasis>
2120       Before AltosUI was written, using Altus Metrum devices required
2121       some finesse with the Linux command line. There was a limited
2122       GUI tool, ao-view, which provided functionality similar to the
2123       Monitor Flight window in AltosUI, but everything else was a
2124       fairly 80's experience. This appendix includes documentation for
2125       using that software.
2126       </emphasis>
2127     </para>
2128     <para>
2129       Both TeleMetrum and TeleDongle can be directly communicated
2130       with using USB ports. The first thing you should try after getting
2131       both units plugged into to your computer's USB port(s) is to run
2132       'ao-list' from a terminal-window to see what port-device-name each
2133       device has been assigned by the operating system.
2134       You will need this information to access the devices via their
2135       respective on-board firmware and data using other command line
2136       programs in the AltOS software suite.
2137     </para>
2138     <para>
2139       TeleMini can be communicated with through a TeleDongle device
2140       over the radio link. When first booted, TeleMini listens for a
2141       TeleDongle device and if it receives a packet, it goes into
2142       'idle' mode. Otherwise, it goes into 'pad' mode and waits to be
2143       launched. The easiest way to get it talking is to start the
2144       communication link on the TeleDongle and the power up the
2145       TeleMini board.
2146     </para>
2147     <para>
2148       To access the device's firmware for configuration you need a terminal
2149       program such as you would use to talk to a modem.  The software
2150       authors prefer using the program 'cu' which comes from the UUCP package
2151       on most Unix-like systems such as Linux.  An example command line for
2152       cu might be 'cu -l /dev/ttyACM0', substituting the correct number
2153       indicated from running the
2154       ao-list program.  Another reasonable terminal program for Linux is
2155       'cutecom'.  The default 'escape'
2156       character used by CU (i.e. the character you use to
2157       issue commands to cu itself instead of sending the command as input
2158       to the connected device) is a '~'. You will need this for use in
2159       only two different ways during normal operations. First is to exit
2160       the program by sending a '~.' which is called a 'escape-disconnect'
2161       and allows you to close-out from 'cu'. The
2162       second use will be outlined later.
2163     </para>
2164     <para>
2165       All of the Altus Metrum devices share the concept of a two level
2166       command set in their firmware.
2167       The first layer has several single letter commands. Once
2168       you are using 'cu' (or 'cutecom') sending (typing) a '?'
2169       returns a full list of these
2170       commands. The second level are configuration sub-commands accessed
2171       using the 'c' command, for
2172       instance typing 'c?' will give you this second level of commands
2173       (all of which require the
2174       letter 'c' to access).  Please note that most configuration options
2175       are stored only in Flash memory; TeleDongle doesn't provide any storage
2176       for these options and so they'll all be lost when you unplug it.
2177     </para>
2178     <para>
2179       Try setting these configuration ('c' or second level menu) values.  A good
2180       place to start is by setting your call sign.  By default, the boards
2181       use 'N0CALL' which is cute, but not exactly legal!
2182       Spend a few minutes getting comfortable with the units, their
2183       firmware, and 'cu' (or possibly 'cutecom').
2184       For instance, try to send
2185       (type) a 'c r 2' and verify the channel change by sending a 'c s'.
2186       Verify you can connect and disconnect from the units while in your
2187       terminal program by sending the escape-disconnect mentioned above.
2188     </para>
2189         <para>
2190           To set the radio frequency, use the 'c R' command to specify the
2191           radio transceiver configuration parameter. This parameter is computed
2192           using the desired frequency, 'F', the radio calibration parameter, 'C' (showed by the 'c s' command) and
2193           the standard calibration reference frequency, 'S', (normally 434.550MHz):
2194           <programlisting>
2195             R = F / S * C
2196           </programlisting>
2197           Round the result to the nearest integer value.
2198           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2199           change to the parameter block in the on-board flash on
2200           your altimeter board if you want the change to stay in place across reboots.
2201         </para>
2202         <para>
2203           To set the apogee delay, use the 'c d' command.
2204           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2205           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2206         </para>
2207         <para>
2208           To set the main deployment altitude, use the 'c m' command.
2209           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2210           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2211         </para>
2212         <para>
2213           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2214           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2215           command to generate a CW carrier.  Wait for the transmitter temperature
2216           to stabilize and the frequency to settle down.
2217           Then, divide 434.550 MHz by the
2218           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2219           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2220           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2221           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2222           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2223           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2224           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2225         </para>
2226     <para>
2227       Note that the 'reboot' command, which is very useful on the altimeters,
2228       will likely just cause problems with the dongle.  The *correct* way
2229       to reset the dongle is just to unplug and re-plug it.
2230     </para>
2231     <para>
2232       A fun thing to do at the launch site and something you can do while
2233       learning how to use these units is to play with the radio link access
2234       between an altimeter and the TeleDongle.  Be aware that you *must* create
2235       some physical separation between the devices, otherwise the link will
2236       not function due to signal overload in the receivers in each device.
2237     </para>
2238     <para>
2239       Now might be a good time to take a break and read the rest of this
2240       manual, particularly about the two "modes" that the altimeters
2241       can be placed in. TeleMetrum uses the position of the device when booting
2242       up will determine whether the unit is in "pad" or "idle" mode. TeleMini
2243       enters "idle" mode when it receives a command packet within the first 5 seconds
2244       of being powered up, otherwise it enters "pad" mode.
2245     </para>
2246     <para>
2247       You can access an altimeter in idle mode from the TeleDongle's USB
2248       connection using the radio link
2249       by issuing a 'p' command to the TeleDongle. Practice connecting and
2250       disconnecting ('~~' while using 'cu') from the altimeter.  If
2251       you cannot escape out of the "p" command, (by using a '~~' when in
2252       CU) then it is likely that your kernel has issues.  Try a newer version.
2253     </para>
2254     <para>
2255       Using this radio link allows you to configure the altimeter, test
2256       fire e-matches and igniters from the flight line, check pyro-match
2257       continuity and so forth. You can leave the unit turned on while it
2258       is in 'idle mode' and then place the
2259       rocket vertically on the launch pad, walk away and then issue a
2260       reboot command.  The altimeter will reboot and start sending data
2261       having changed to the "pad" mode. If the TeleDongle is not receiving
2262       this data, you can disconnect 'cu' from the TeleDongle using the
2263       procedures mentioned above and THEN connect to the TeleDongle from
2264       inside 'ao-view'. If this doesn't work, disconnect from the
2265       TeleDongle, unplug it, and try again after plugging it back in.
2266     </para>
2267     <para>
2268       In order to reduce the chance of accidental firing of pyrotechnic
2269       charges, the command to fire a charge is intentionally somewhat
2270       difficult to type, and the built-in help is slightly cryptic to
2271       prevent accidental echoing of characters from the help text back at
2272       the board from firing a charge.  The command to fire the apogee
2273       drogue charge is 'i DoIt drogue' and the command to fire the main
2274       charge is 'i DoIt main'.
2275     </para>
2276     <para>
2277       On TeleMetrum, the GPS will eventually find enough satellites, lock in on them,
2278       and 'ao-view' will both auditorily announce and visually indicate
2279       that GPS is ready.
2280       Now you can launch knowing that you have a good data path and
2281       good satellite lock for flight data and recovery.  Remember
2282       you MUST tell ao-view to connect to the TeleDongle explicitly in
2283       order for ao-view to be able to receive data.
2284     </para>
2285     <para>
2286       The altimeters provide RDF (radio direction finding) tones on
2287       the pad, during descent and after landing. These can be used to
2288       locate the rocket using a directional antenna; the signal
2289       strength providing an indication of the direction from receiver to rocket.
2290     </para>
2291     <para>
2292       TeleMetrum also provides GPS tracking data, which can further simplify
2293       locating the rocket once it has landed. (The last good GPS data
2294       received before touch-down will be on the data screen of 'ao-view'.)
2295     </para>
2296     <para>
2297       Once you have recovered the rocket you can download the eeprom
2298       contents using either 'ao-dumplog' (or possibly 'ao-eeprom'), over
2299       either a USB cable or over the radio link using TeleDongle.
2300       And by following the man page for 'ao-postflight' you can create
2301       various data output reports, graphs, and even KML data to see the
2302       flight trajectory in Google-earth. (Moving the viewing angle making
2303       sure to connect the yellow lines while in Google-earth is the proper
2304       technique.)
2305     </para>
2306     <para>
2307       As for ao-view.... some things are in the menu but don't do anything
2308       very useful.  The developers have stopped working on ao-view to focus
2309       on a new, cross-platform ground station program.  So ao-view may or
2310       may not be updated in the future.  Mostly you just use
2311       the Log and Device menus.  It has a wonderful display of the incoming
2312       flight data and I am sure you will enjoy what it has to say to you
2313       once you enable the voice output!
2314     </para>
2315   </appendix>
2316   <appendix>
2317       <title>Calibration</title>
2318       <para>
2319         There are only two calibrations required for a TeleMetrum board, and
2320         only one for TeleDongle and TeleMini.  All boards are shipped from
2321         the factory pre-calibrated, but the procedures are documented here
2322         in case they are ever needed.  Re-calibration is not supported by
2323         AltosUI, you must connect to the board with a serial terminal program
2324         and interact directly with the on-board command interpreter to effect
2325         calibration.
2326       </para>
2327       <section>
2328         <title>Radio Frequency</title>
2329         <para>
2330           The radio frequency is synthesized from a clock based on the 48 MHz
2331           crystal on the board.  The actual frequency of this oscillator 
2332           must be measured to generate a calibration constant.  While our 
2333           GFSK modulation
2334           bandwidth is wide enough to allow boards to communicate even when
2335           their oscillators are not on exactly the same frequency, performance
2336           is best when they are closely matched.
2337           Radio frequency calibration requires a calibrated frequency counter.
2338           Fortunately, once set, the variation in frequency due to aging and
2339           temperature changes is small enough that re-calibration by customers
2340           should generally not be required.
2341         </para>
2342         <para>
2343           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2344           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2345           command in the on-board command interpreter to generate a CW 
2346           carrier.  For TeleMetrum, this is best done over USB.  For TeleMini,
2347           note that the only way to escape the 'C' command is via power cycle
2348           since the board will no longer be listening for commands once it
2349           starts generating a CW carrier.
2350         </para>
2351         <para>
2352           Wait for the transmitter temperature to stabilize and the frequency 
2353           to settle down.  Then, divide 434.550 MHz by the
2354           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2355           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2356           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2357           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2358           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2359           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2360           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2361         </para>
2362         <para>
2363           Note that any time you re-do the radio frequency calibration, the
2364           radio frequency is reset to the default 434.550 Mhz.  If you want
2365           to use another frequency, you will have to set that again after
2366           calibration is completed.
2367         </para>
2368       </section>
2369       <section>
2370         <title>TeleMetrum Accelerometer</title>
2371         <para>
2372           The TeleMetrum accelerometer we use has its own 5 volt power 
2373           supply and
2374           the output must be passed through a resistive voltage divider to match
2375           the input of our 3.3 volt ADC.  This means that unlike the barometric
2376           sensor, the output of the acceleration sensor is not ratio-metric to
2377           the ADC converter, and calibration is required.  Explicitly 
2378           calibrating the accelerometers also allows us to load any device
2379           from a Freescale family that includes at least +/- 40g, 50g, 100g, 
2380           and 200g parts.  Using gravity,
2381           a simple 2-point calibration yields acceptable results capturing both
2382           the different sensitivities and ranges of the different accelerometer
2383           parts and any variation in power supply voltages or resistor values
2384           in the divider network.
2385         </para>
2386         <para>
2387           To calibrate the acceleration sensor, use the 'c a 0' command.  You
2388           will be prompted to orient the board vertically with the UHF antenna
2389           up and press a key, then to orient the board vertically with the
2390           UHF antenna down and press a key.  Note that the accuracy of this
2391           calibration depends primarily on how perfectly vertical and still
2392           the board is held during the cal process.  As with all 'c' 
2393           sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2394           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2395         </para>
2396         <para>
2397           The +1g and -1g calibration points are included in each telemetry
2398           frame and are part of the header stored in onboard flash to be
2399           downloaded after flight.  We always store and return raw ADC 
2400           samples for each sensor... so nothing is permanently "lost" or 
2401           "damaged" if the calibration is poor.
2402         </para>
2403         <para>
2404          In the unlikely event an accel cal goes badly, it is possible
2405          that TeleMetrum may always come up in 'pad mode' and as such not be
2406          listening to either the USB or radio link.  If that happens,
2407          there is a special hook in the firmware to force the board back
2408          in to 'idle mode' so you can re-do the cal.  To use this hook, you
2409          just need to ground the SPI clock pin at power-on.  This pin is
2410          available as pin 2 on the 8-pin companion connector, and pin 1 is
2411          ground.  So either carefully install a fine-gauge wire jumper
2412          between the two pins closest to the index hole end of the 8-pin
2413          connector, or plug in the programming cable to the 8-pin connector
2414          and use a small screwdriver or similar to short the two pins closest
2415          to the index post on the 4-pin end of the programming cable, and
2416          power up the board.  It should come up in 'idle mode' (two beeps),
2417          allowing a re-cal.
2418         </para>
2419       </section>
2420   </appendix>
2421   <appendix
2422       xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude">
2423     <title>Release Notes</title>
2424     <xi:include href="release-notes-1.0.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2425     <xi:include href="release-notes-0.9.2.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2426     <xi:include href="release-notes-0.9.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2427     <xi:include href="release-notes-0.8.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2428     <xi:include href="release-notes-0.7.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2429   </appendix>
2430 </book>
2431
2432 <!--  LocalWords:  Altusmetrum
2433 -->