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index 9f8f09e69ce78bd0e3c0f11179da5ce29787c1ac..aea96d9eb43cd4dc11d0f162e66212673901e634 100644 (file)
@@ -1,13 +1,16 @@
 # TeleMetrum
 
 This is a recording dual-deploy altimeter for high power model rocketry 
-with integrated telemetry link.
+with integrated GPS and telemetry link.  
 
-<a href="v0.2 SMT side"> <img src="v0.2/cimg5164-cropped.jpg"></a>
-<a href="v0.2 connector side"> <img src="v0.2/cimg5171-cropped.jpg"></a>
-<a href="loadedpair.jpg"> <img src="loadedpair-thumb.jpg"></a>
-<a href="rawfront.jpg"> <img src="rawfront-thumb.jpg"></a>
-<a href="rawback.jpg"> <img src="rawback-thumb.jpg"></a>
+Production units are available from the 
+[Garbee and Garbee](http://auric.gag.com) web store.
+
+These are photos of our current production version, which includes an 
+integrated GPS receiver with active patch antenna:
+
+<a href="v1.0/cimg5972-crop.jpg"> <img src="v1.0/cimg5972-thumb.jpg"></a>
+<a href="v1.0/cimg5974-crop.jpg"> <img src="v1.0/cimg5974-thumb.jpg"></a>
 
 ## Motivation ##
 
@@ -40,36 +43,42 @@ always want GPS on board, which lead to our current second generation boards.
 * Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges)
 * 70cm ham-band transceiver for telemetry downlink
 * Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL
-* Temperature sensor
 * 1-axis high-g accelerometer for motor characterization
+* On-board, integrated GPS receiver
 * On-board non-volatile memory for flight data storage
-* Serial port for attachment of GPS module
 * USB for power, configuration, and data recovery
 * Integrated support for LiPo rechargeable batteries
-* 2.5 x 1 inch board designed to fit inside 29mm airframe coupler tube
+* Uses LiPo to fire e-matches, optional support for separate pyro battery
+* 2.75 x 1 inch board designed to fit inside 29mm airframe coupler tube
 
 ### Developer View ###
 
-* [TI CC1111F32](http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cc1111f32.html) Low Power RF System-on-Chip
-       * Sub-1Ghz transceiver
-       * 8051 MCU
-       * 32k Flash
-       * 4k RAM
-       * USB 2.0
-       * 6 12-bit analog inputs (11 bits with single-ended sensors)
-       * 2 channels of serial I/O
-       * digital I/O
-* [Microchip 25LC1024](http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en520389) CMOS serial EEPROM
-       * 128k x 8
-       * SPI interface
-* Various Sensors
+* Hardware Features
+       * [TI CC1111F32](http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cc1111f32.html) Low Power RF System-on-Chip
+               * Sub-1Ghz transceiver
+               * 8051 MCU
+               * 32k Flash
+               * 4k RAM
+               * USB 2.0
+               * 6 12-bit analog inputs (11 bits with single-ended sensors)
+               * 2 channels of serial I/O
+               * digital I/O
+       * [Atmel AT45DB081D](http://www.atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=3819) DataFlash memory
+               * 1M x 8
+               * 256 byte page size
+               * SPI interface
+               * other parts in this Atmel DataFlash series can optionally be used
+       * [SkyTraq](http://www.skytraq.com.tw/) Venus634FLPx GPS receiver
+               * on-board [Taoglas AP.17A.01](http://www.taoglas.com/antennas/GPS_Antennas/Internal_GPS_-_Active_Patch_Modules/) 
+                 single-stage active patch antenna
+               * U.FL connector with 3.3V DC can be re-purposed for optional external amplified antennas
+               * async serial interface
        * [Freescale MP3H6115A](http://www.freescale.com/webapp/search.partparamdetail.framework?PART_NUMBER=MP3H6115A6U) pressure sensor
        * [Freescale MMA2202EG](http://www.freescale.com/webapp/search.partparamdetail.framework?PART_NUMBER=MMA2202EG) 50g accelerometer.  Can use 40-200g variants!
-       * [Microchip MCP9700A](http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en027103) temperature sensor
-* Software Features (planned)
+* Software Features
        * Written mostly in C with some 8051 assembler
        * Runs from on-chip flash, uses on-chip RAM, stores flight data to
-               serial EEPROM chip
+               serial DataFlash chip
        * USB serial emulation for "console" interface
 * Tools Used
        * [gEDA](http://www.gpleda.org/) for schematic capture and PCB layout
@@ -78,34 +87,16 @@ always want GPS on board, which lead to our current second generation boards.
        * The hardware is licensed under the [TAPR](http://www.tapr.org) [Open Hardware License](http://www.tapr.org/ohl.html)
        * The software is licensed [GPL version 2](http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/gpl-2.0.html)
 
-## [Production History](production) ##
+## [Production History](../production) ##
 
 ## [Flight Logs](flightlogs) ##
 
-## Problems ##
-
-* The CC1111F32 is a 36-pin QFN package, which necessitates reflow 
-  soldering.  Since we needed to reflow solder anyway, and because TI used 
-  them in their reference design, we went a little crazy and used 0402 
-  passive parts everywhere.  That means working under a microscope to 
-  place parts!  Without an inspection microscope, loading and testing these
-  boards might be impossible.
-
-* The v0.1 artwork has the USB connector footprint placed wrong, so that the
-  connector hangs out over the edge of the board instead of being flush with
-  the edge.
-
-* The v0.1 artwork has two issues that require cuts and jumps.  The first is
-  that we need chip select on the SPI memory.  To fix that, we give up the 
-  ability to put the accelerometer into self-test mode and use that GPIO line
-  to pull chip select on the memory.  The second is that the igniter sense
-  circuits each need a second resistor to complete the voltage divider so our
-  3.3V CPU ADC can read the 5V ejection voltage.  This is fixed by changing
-  two resistor values, and tacking two additional resistors onto the board
-  with jumpers to ground.
-
 ## Artifacts ##
 
+The user manual for TeleMetrum is available in
+[html](doc/telemetrum-doc.html) and [pdf](doc/telemetrum-doc.pdf)
+formats.
+
 The hardware design current gEDA files are available from 
 [git.gag.com](http://git.gag.com) in the project 
 [hw/telemetrum](http://git.gag.com/?p=hw/telemetrum;a=summary).  
@@ -120,22 +111,17 @@ to used on the ground.  We call the on-the-ground version 'TeleDongle'.
 For those who don't have ready access to the gEDA suite, here are pdf snapshots
 of files in more easily readable form.  
 
-* These are from the v0.2 branch:
- * [schematic](v0.2/telemetrum.pdf)
- * [pcb artwork](v0.2/telemetrum.pcb.pdf)
- * [bill of materials](v0.2/partslist.csv)
-* These are as of the working-v0.1 tag:  
- * [schematic](v0.1/telemetrum.pdf)
- * [pcb artwork](v0.1/telemetrum.pcb.pdf)
- * [bill of materials](v0.1/telemetrum.bom)
-
-We have firmware that works well enough that we now routinely allow TeleMetrum 
-to control flights by firing ejection charges.  We've flown v0.1 boards in 
-rockets exceeding 50g acceleration, above Mach 1, and to altitudes greater 
-than 12k feet AGL with great results.  Keith wrote a ground station program 
-called 
-ao-view that logs telemetry to disk, displays current and max
-values for key parameters during flight, and even includes voice synthesis 
+* Production PCB version v1.0:
+ * [schematic](v1.0/telemetrum.pdf)
+ * [pcb artwork](v1.0/telemetrum.pcb.pdf)
+ * [bill of materials](v1.0/partslist.csv)
+
+Our [AltOS](../AltOS) firmware works well enough that we now routinely fly 
+TeleMetrum with no backup.  Rockets with v0.1 boards have exceeded 50g 
+acceleration, been above Mach 1, and reached altitudes greater 
+than 12k feet AGL with great results.  Keith's ground station program 
+called ao-view logs telemetry to disk, displays current and max values for 
+key parameters during flight, and even includes voice synthesis 
 during the flight so that our eyes can stay on the rockets!  We have post
 flight analysis software that makes it easy to extract data from the board,
 analyze it, and even generate KML files for viewing flights in GoogleEarth!
@@ -144,23 +130,103 @@ can be found on the [AltOS](../AltOS) page on this site.
 
 ## Future Plans ##
 
-Work is underway on a second revision of TeleMetrum with the following changes:
-
-* stretch board length by 0.25 inches
-* adjust USB connector position to be flush with edge of board
-* eliminate temperature sensor, since baro sensor is already compensated and there's a sensor on the cc1111
-* eliminate serial port connector
-* integrate SkyTraq Venus GPS receiver and patch antenna on-board
-* change debug connector to 4 pin Tyco MicroMaTch
-* add 8 pin Tyco MicroMaTch connector for companion board interface
-* use v_lipo as pyro power, eliminating the huge 1000uF capacitor and instead
-  adding ballast capacitance on the 3.3V rail to prevent brownouts
-* move all connectors, beeper, and GPS patch antenna to the "other side" of the board from the surface mount parts
-* add a rectangle of silk screen material for improved serial number labeling
-
-As of early December 2009, the layout work for v0.2 is done and we're busy
-verifying it and deciding exactly how we're going to build them.  We hope to
-have first prototypes to test in time to show the new version at LCA in late
-January 2010.  If it works out as well as we hope, v0.2 may be made available 
-in assembled and tested form to others in the rocketry hobby who have 
-expressed interest sometime in 2010.
+As of May 2010, version v1.0 is available for sale from the
+[Garbee and Garbee](http://auric.gag.com) web store.
+
+Because we understand that not everyone uses Linux, development of a new
+cross-platform ground station program written in Java is underway for use with 
+[AltOS](../AltOS).
+
+## Problems ##
+
+* The CC1111F32 is a 36-pin QFN package, which necessitates reflow 
+  soldering.  Since we needed to reflow solder anyway, and because TI used 
+  them in their reference design, we went a little crazy and used 0402 
+  passive parts everywhere.  That means working under a microscope to 
+  place parts!  Without an inspection microscope, loading and testing these
+  boards might be impossible.
+
+* The addition of on-board GPS in v0.2 means that the total power consumption
+  can exceed the rate at which we draw power from the USB interface, 
+  particularly when the GPS is in cold start mode.  This means a battery must 
+  be attached during operation, and also that the battery will only charge 
+  effectively from USB when the board is turned off.
+
+## History ##
+
+### v0.2 ###
+
+* 100ma LDO regulator instead of the current 150ma part
+* no C38 footprint
+* different value for C36 reset capacitor
+
+These are photos of our second version, which included the integrated Venus
+GPS receiver, but with a passive patch antenna that turned out to have 
+disappointing performance due to our many PCB geometry constraints.  It also
+used a voltage regulator with less capacity which we felt was marginal for
+supporting the companion boards we have planned:
+
+<a href="v0.2/cimg5164-cropped.jpg"> <img src="v0.2/cimg5164-thumb.jpg"></a>
+<a href="v0.2/cimg5171-cropped.jpg"> <img src="v0.2/cimg5171-thumb.jpg"></a>
+
+Other than cleaning up the silkscreen, the differences between v0.2 and our
+current v1.0 boards were really quite small:
+
+* 100ma LDO regulator instead of the current 150ma part
+* no C38 footprint
+* different value for C36 reset capacitor
+
+The schematics and PCB artwork for this version are on the v0.2 branch in
+our git repository, here are pdf copies for easy reference:
+
+ * [schematic](v0.2/telemetrum.pdf)
+ * [pcb artwork](v0.2/telemetrum.pcb.pdf)
+ * [bill of materials](v0.2/partslist.csv)
+
+### v0.1 ###
+
+And this is a photo of our original board with serial port for off-board GPS,
+without the big off-board 1000uF cap from the original ejection circuit:
+
+<a href="v0.1/loadedpair.jpg"> <img src="v0.1/loadedpair-thumb.jpg"></a>
+
+The differences between v0.1 and later boards were more substantial:
+
+* 2.5 x 1 inch board with all parts mounted on one side
+* 4-pin PicoBlade serial port connector for attachment of external GPS module 
+* USB connector projected approximately 3mm over the edge of the board
+* Debug connector used 4 IC socket pins on 100 mil centers
+* no companion board interface
+* 50ma LDO regulator on early boards, later boards used a 100ma part
+* [Microchip 25LC1024](http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en520389) CMOS serial EEPROM instead of DataFlash
+       * 128k x 8
+       * SPI interface
+* [Microchip MCP9700A](http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?dDocName=en027103) discrete temperature sensor
+* used 1000uF electrolytic capacitor charged to 5V for pyro supply
+* two LEDs instead of one attached to CPU
+
+The elimination of the discrete temperature sensor and second LED were
+necessary to support the companion board interface added in v0.2.
+
+The v0.1 artwork had three issues, two of which required physical rework
+on each board.  All of these issues were fixed in v0.2.
+
+* The USB connector footprint was placed wrong, so that the
+  connector hung out over the edge of the board instead of being 
+  flush.
+* We needed chip select on the SPI memory.  To fix that, we gave up the 
+  ability to put the accelerometer into self-test mode and used that 
+  GPIO line to pull chip select on the memory, which required two
+  cuts and two jumpers.  
+* The igniter sense circuits each needed a second resistor to 
+  complete the voltage divider so our 3.3V CPU ADC could read the 
+  5V ejection voltage.  This was fixed by changing two resistor 
+  values, and tacking two additional resistors onto the board
+  with jumpers to ground.
+
+The schematics and PCB artwork for this version as of the working-v0.1 tag
+are available here are pdf copies for easy reference:
+
+ * [schematic](v0.1/telemetrum.pdf)
+ * [pcb artwork](v0.1/telemetrum.pcb.pdf)
+ * [bill of materials](v0.1/telemetrum.bom)