git.gag.com Git - web/altusmetrum/blob - TeleMetrum/index.mdwn

   1 # TeleMetrum
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   3 This is a recording dual-deploy altimeter for high power model rocketry
   4 with integrated telemetry link.
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   6 <a href="loadedpair.jpg"> <img src="loadedpair-thumb.jpg"></a>
   7 <a href="rawfront.jpg"> <img src="rawfront-thumb.jpg"></a>
   8 <a href="rawback.jpg"> <img src="rawback-thumb.jpg"></a>
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  10 ## Motivation ##
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  12 Bdale and Keith both own
  13 [BeeLine](http://www.bigredbee.com/BeeLine.htm)
  14 trackers from
  15 [Big Red Bee](http://www.bigredbee.com), and are pretty happy with them.
  16 They use a PIC processor and a TI CC1050 transmitter chip, and
  17 operate in the ham radio 70cm band.
  18
  19 One weekend while attending a conference together, we got to wondering if
  20 we couldn't adapt one to use as a downlink for the
  21 [AltusMetrum](../AltusMetrum/) altimeter board in addition to direction
  22 finding after flight.  That caused us to start thinking about other things
  23 in the design we might want to tweak, and before long we were working on the
  24 design of a new tracker board derived from the BeeLine design.
  25 Another friend at the same conference showed us a board he was working on
  26 using a different part in the same TI series, that integrated a transceiver
  27 and CPU on the same chip.
  28 It didn't take us long to realize that with such a part we could combine and
  29 simplify things by building a new altimeter with integrated RF link!
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  31 ## Features ##
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  33 ### User View ###
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  35 * Recording altimeter for model rocketry
  36 * Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges)
  37 * 70cm ham-band transceiver for telemetry downlink
  38 * Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL
  39 * Temperature sensor
  40 * 1-axis high-g accelerometer for motor characterization
  41 * On-board non-volatile memory for flight data storage
  42 * Serial port for attachment of GPS module
  43 * USB for power, configuration, and data recovery
  44 * Integrated support for LiPo rechargeable batteries
  45 * 2.5 x 1 inch board designed to fit inside 29mm airframe coupler tube
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  47 ### Developer View ###
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  49 * [TI CC1111F32](http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cc1111f32.html) Low Power RF System-on-Chip
  50         * Sub-1Ghz transceiver
  51         * 8051 MCU
  52         * 32k Flash
  53         * 4k RAM
  54         * USB 2.0
  55         * 6 12-bit analog inputs (11 bits with single-ended sensors)
  56         * 2 channels of serial I/O
  57         * digital I/O
  58 * [Microchip 25LC1024](http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en520389) CMOS serial EEPROM
  59         * 128k x 8
  60         * SPI interface
  61 * Various Sensors
  62         * [Freescale MP3H6115A](http://www.freescale.com/webapp/search.partparamdetail.framework?PART_NUMBER=MP3H6115A6U) pressure sensor
  63         * [Freescale MMA2202EG](http://www.freescale.com/webapp/search.partparamdetail.framework?PART_NUMBER=MMA2202EG) 50g accelerometer.  Can use 40-200g variants!
  64         * [Microchip MCP9700A](http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en027103) temperature sensor
  65 * Software Features (planned)
  66         * Written mostly in C with some 8051 assembler
  67         * Runs from on-chip flash, uses on-chip RAM, stores flight data to
  68                 serial EEPROM chip
  69         * USB serial emulation for "console" interface
  70 * Tools Used
  71         * [gEDA](http://www.gpleda.org/) for schematic capture and PCB layout
  72         * [SDCC](http://sdcc.sourceforge.net/) compiler and source debugger
  73 * Licenses
  74         * The hardware is licensed under the [TAPR](http://www.tapr.org) [Open Hardware License](http://www.tapr.org/ohl.html)
  75         * The software is licensed [GPL version 2](http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/gpl-2.0.html)
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  77 ## [Production History](production) ##
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  79 ## [Flight Logs](flightlogs) ##
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  81 ## Problems ##
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  83 * The CC1111F32 is a 36-pin QFN package, which necessitates reflow
  84   soldering.  Since we needed to reflow solder anyway, and because TI used
  85   them in their reference design, we went a little crazy and used 0402
  86   passive parts everywhere.  That means working under a microscope to
  87   place parts!  Without an inspection microscope, loading and testing these
  88   boards might be impossible.
  89
  90 * The v0.1 artwork has the USB connector footprint placed wrong, so that the
  91   connector hangs out over the edge of the board instead of being flush with
  92   the edge.
  93
  94 * The v0.1 artwork has two issues that require cuts and jumps.  The first is
  95   that we need chip select on the SPI memory.  To fix that, we give up the
  96   ability to put the accelerometer into self-test mode and use that GPIO line
  97   to pull chip select on the memory.  The second is that the igniter sense
  98   circuits each need a second resistor to complete the voltage divider so our
  99   3.3V CPU ADC can read the 5V ejection voltage.  This is fixed by changing
 100   two resistor values, and tacking two additional resistors onto the board
 101   with jumpers to ground.
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 103 ## Artifacts ##
 104
 105 The hardware design current gEDA files are available from
 106 [git.gag.com](http://git.gag.com) in the project
 107 [hw/telemetrum](http://git.gag.com/?p=hw/telemetrum;a=summary).  The 'fab'
 108 tag on the master branch reflects
 109 the artwork as sent out for PCB fab.  The 'loaded' tag on the master branch
 110 indicates the parts Bdale loads for a functional board, but the schematic
 111 does not reflect the cuts and jumps or added resistors.  The 'nextcut' branch
 112 is work towards our next PCB revision.  The 'ground' branch has a cut-down
 113 schematic used to generate the BOM for partially loading boards to use in
 114 the matching [TeleTerra](../TeleTerra) ground station design.
 115
 116 For those who don't have ready access to the gEDA suite, here are pdf snapshots
 117 of files in more easily readable form.  The schematic and BOM are from the
 118 'nextcut' branch as of 20 April 2009, the artwork is of the v0.1 boards:
 119
 120 * [schematic](telemetrum.pdf)
 121 * [pcb artwork](telemetrum.pcb.pdf)
 122 * [bill of materials](telemetrum.bom)
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 125 Keith has working firmware that has now been flown once and successfully
 126 collected flight data to apogee.  The source is also available from
 127 [git.gag.com](http://git.gag.com) in the project
 128 [fw/altos](http://git.gag.com/?p=fw/altos;a=summary).  Not that actually
 129 building these sources requires a modifified version of sdcc and a set of
 130 helper utilities that we're not publishing since we hope to have the important
 131 bits accepted upstream shortly.  Watch this space for more details soon.