0430bc9410ab3104ae2ea574a67c9f5dd7db03a4
[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 Altus Metrum Rocketry Electronics</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>2013</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>1.3</revnumber>
40         <date>12 November 2013</date>
41         <revremark>
42           Updated for software version 1.3. Version 1.3 adds support
43           for TeleMega, TeleMetrum v2.0, TeleMini v2.0 and EasyMini
44           and fixes bugs in AltosUI and the AltOS firmware.
45         </revremark>
46       </revision>
47       <revision>
48         <revnumber>1.2.1</revnumber>
49         <date>21 May 2013</date>
50         <revremark>
51           Updated for software version 1.2. Version 1.2 adds support
52           for TeleBT and AltosDroid. It also adds a few minor features
53           and fixes bugs in AltosUI and the AltOS firmware.
54         </revremark>
55       </revision>
56       <revision>
57         <revnumber>1.2</revnumber>
58         <date>18 April 2013</date>
59         <revremark>
60           Updated for software version 1.2. Version 1.2 adds support
61           for MicroPeak and the MicroPeak USB interface.
62         </revremark>
63       </revision>
64       <revision>
65         <revnumber>1.1.1</revnumber>
66         <date>16 September 2012</date>
67         <revremark>
68           Updated for software version 1.1.1 Version 1.1.1 fixes a few
69           bugs found in version 1.1.
70         </revremark>
71       </revision>
72       <revision>
73         <revnumber>1.1</revnumber>
74         <date>13 September 2012</date>
75         <revremark>
76           Updated for software version 1.1. Version 1.1 has new
77           features but is otherwise compatible with version 1.0.
78         </revremark>
79       </revision>
80       <revision>
81         <revnumber>1.0</revnumber>
82         <date>24 August 2011</date>
83         <revremark>
84           Updated for software version 1.0.  Note that 1.0 represents a
85           telemetry format change, meaning both ends of a link 
86           (TeleMetrum/TeleMini and TeleDongle) must be updated or 
87           communications will fail.
88         </revremark>
89       </revision>
90       <revision>
91         <revnumber>0.9</revnumber>
92         <date>18 January 2011</date>
93         <revremark>
94           Updated for software version 0.9.  Note that 0.9 represents a
95           telemetry format change, meaning both ends of a link (TeleMetrum and
96           TeleDongle) must be updated or communications will fail.
97         </revremark>
98       </revision>
99       <revision>
100         <revnumber>0.8</revnumber>
101         <date>24 November 2010</date>
102         <revremark>Updated for software version 0.8 </revremark>
103       </revision>
104     </revhistory>
105   </bookinfo>
106   <dedication>
107     <title>Acknowledgments</title>
108     <para>
109       Thanks to Bob Finch, W9YA, NAR 12965, TRA 12350 for writing “The
110       Mere-Mortals Quick Start/Usage Guide to the Altus Metrum Starter
111       Kit” which formed the basis of the original Getting Started chapter 
112       in this manual.  Bob was one of our first customers for a production
113       TeleMetrum, and his continued enthusiasm and contributions
114       are immensely gratifying and highly appreciated!
115     </para>
116     <para>
117       And thanks to Anthony (AJ) Towns for major contributions including
118       the AltosUI graphing and site map code and associated documentation. 
119       Free software means that our customers and friends can become our
120       collaborators, and we certainly appreciate this level of
121       contribution!
122     </para>
123     <para>
124       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
125       out on the rocket flight line somewhere.
126       <literallayout>
127 Bdale Garbee, KB0G
128 NAR #87103, TRA #12201
129
130 Keith Packard, KD7SQG
131 NAR #88757, TRA #12200
132       </literallayout>
133     </para>
134   </dedication>
135   <chapter>
136     <title>Introduction and Overview</title>
137     <para>
138       Welcome to the Altus Metrum community!  Our circuits and software reflect
139       our passion for both hobby rocketry and Free Software.  We hope their
140       capabilities and performance will delight you in every way, but by
141       releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
142       we also hope to empower you to take as active a role in our collective
143       future as you wish!
144     </para>
145     <para>
146       The first device created for our community was TeleMetrum, a dual
147       deploy altimeter with fully integrated GPS and radio telemetry
148       as standard features, and a “companion interface” that will
149       support optional capabilities in the future. The latest version
150       of TeleMetrum, v2.0, has all of the same features but with
151       improved sensors and radio to offer increased performance.
152     </para>
153     <para>
154       Our second device was TeleMini, a dual deploy altimeter with
155       radio telemetry and radio direction finding. The first version
156       of this device was only 13mm by 38mm (½ inch by 1½ inches) and
157       could fit easily in an 18mm air-frame. The latest version, v2.0,
158       includes a beeper, USB data download and extended on-board
159       flight logging, along with an improved barometric sensor.
160     </para>
161     <para>
162       TeleMega is our most sophisticated device, including six pyro
163       channels (four of which are fully programmable), integrated GPS,
164       integrated gyroscopes for staging/air-start inhibit and high
165       performance telemetry.
166     </para>
167     <para>
168       EasyMini is a dual-deploy altimeter with logging and built-in
169       USB data download.
170     </para>
171     <para>
172       TeleDongle was our first ground station, providing a USB to RF
173       interfaces for communicating with the altimeters. Combined with
174       your choice of antenna and notebook computer, TeleDongle and our
175       associated user interface software form a complete ground
176       station capable of logging and displaying in-flight telemetry,
177       aiding rocket recovery, then processing and archiving flight
178       data for analysis and review.
179     </para>
180     <para>
181       For a slightly more portable ground station experience that also
182       provides direct rocket recovery support, TeleBT offers flight
183       monitoring and data logging using a Bluetooth connection between
184       the receiver and an Android device that has the Altos Droid
185       application installed from the Google Play store.
186     </para>
187     <para>
188       More products will be added to the Altus Metrum family over time, and
189       we currently envision that this will be a single, comprehensive manual
190       for the entire product family.
191     </para>
192   </chapter>
193   <chapter>
194     <title>Getting Started</title>
195     <para>
196       The first thing to do after you check the inventory of parts in your
197       “starter kit” is to charge the battery.
198     </para>
199     <para>
200       For TeleMetrum and TeleMega, the battery can be charged by plugging it into the
201       corresponding socket of the device and then using the USB
202       cable to plug the flight computer into your computer's USB socket. The
203       on-board circuitry will charge the battery whenever it is plugged
204       in, because the on-off switch does NOT control the
205       charging circuitry.
206     </para>
207     <para>
208       On TeleMetrum v1 boards, when the GPS chip is initially
209       searching for satellites, TeleMetrum will consume more current
210       than it can pull from the USB port, so the battery must be
211       attached in order to get satellite lock.  Once GPS is locked,
212       the current consumption goes back down enough to enable charging
213       while running. So it's a good idea to fully charge the battery
214       as your first item of business so there is no issue getting and
215       maintaining satellite lock.  The yellow charge indicator led
216       will go out when the battery is nearly full and the charger goes
217       to trickle charge. It can take several hours to fully recharge a
218       deeply discharged battery.
219     </para>
220     <para>
221       TeleMetrum v2.0 and TeleMega use a higher power battery charger,
222       allowing them to charge the battery while running the board at
223       maximum power. When the battery is charging, or when the board
224       is consuming a lot of power, the red LED will be lit. When the
225       battery is fully charged, the green LED will be lit. When the
226       battery is damaged or missing, both LEDs will be lit, which
227       appears yellow.
228     </para>
229     <para>
230       The Lithium Polymer TeleMini and EasyMini battery can be charged by
231       disconnecting it from the board and plugging it into a
232       standalone battery charger such as the LipoCharger product
233       included in TeleMini Starter Kits, and connecting that via a USB
234       cable to a laptop or other USB power source.
235     </para>
236     <para>
237       You can also choose to use another battery with TeleMini v2.0
238       and EasyMini, anything supplying between 4 and 12 volts should
239       work fine (like a standard 9V battery), but if you are planning
240       to fire pyro charges, ground testing is required to verify that
241       the battery supplies enough current.
242     </para>
243     <para>
244       The other active device in the starter kit is the TeleDongle USB to
245       RF interface.  If you plug it in to your Mac or Linux computer it should
246       “just work”, showing up as a serial port device.  Windows systems need
247       driver information that is part of the AltOS download to know that the
248       existing USB modem driver will work.  We therefore recommend installing
249       our software before plugging in TeleDongle if you are using a Windows
250       computer.  If you are using Linux and are having problems, try moving 
251       to a fresher kernel (2.6.33 or newer), as the USB serial driver had 
252       ugly bugs in some earlier versions.
253     </para>
254     <para>
255       Next you should obtain and install the AltOS software.  These
256       include the AltosUI ground station program, current firmware
257       images for all of the hardware, and a number of standalone
258       utilities that are rarely needed.  Pre-built binary packages are
259       available for Linux, Microsoft Windows, and recent MacOSX
260       versions.  Full source code and build instructions are also
261       available.  The latest version may always be downloaded from
262       <ulink url="http://altusmetrum.org/AltOS"/>.
263     </para>
264     <para>
265       If you're using a TeleBT instead of the TeleDongle, you'll want
266       to go install the Altos Droid application from the Google Play
267       store. You don't need a data plan to use Altos Droid, but
268       without network access, the Map view will be less useful as it
269       won't contain any map data. You can also use TeleBT connected
270       over USB with your laptop computer; it acts exactly like a
271       TeleDongle. Anywhere this manual talks about TeleDongle, you can
272       also read that as 'and TeleBT when connected via USB'.
273     </para>
274   </chapter>
275   <chapter>
276     <title>Handling Precautions</title>
277     <para>
278       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
279       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
280       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
281       devices, there are some precautions you must take.
282     </para>
283     <para>
284       The Lithium Polymer rechargeable batteries have an
285       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
286       much less battery mass than if we used alkaline batteries or previous
287       generation rechargeable batteries... but if they are punctured
288       or their leads are allowed to short, they can and will release their
289       energy very rapidly!
290       Thus we recommend that you take some care when handling our batteries
291       and consider giving them some extra protection in your air-frame.  We
292       often wrap them in suitable scraps of closed-cell packing foam before
293       strapping them down, for example.
294     </para>
295     <para>
296       The barometric sensors used on all of our flight computers are 
297       sensitive to sunlight.  In normal mounting situations, the baro sensor
298       and all of the other surface mount components
299       are “down” towards whatever the underlying mounting surface is, so
300       this is not normally a problem.  Please consider this, though, when
301       designing an installation, for example, in an air-frame with a
302       see-through plastic payload bay.  It is particularly important to
303       consider this with TeleMini v1.0, both because the baro sensor is on the
304       “top” of the board, and because many model rockets with payload bays
305       use clear plastic for the payload bay!  Replacing these with an opaque
306       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of masking
307       tape are all reasonable approaches to keep the sensor out of direct
308       sunlight.
309     </para>
310     <para>
311       The barometric sensor sampling port must be able to “breathe”,
312       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
313       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
314       suitable static vent to outside air.
315     </para>
316     <para>
317       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
318       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
319       charge gasses.
320     </para>
321   </chapter>
322   <chapter>
323     <title>Altus Metrum Hardware</title>
324     <section>
325       <title>Overview</title>
326       <para>
327         Here's the full set of Altus Metrum products, both in
328         production and retired.
329       </para>
330       <table frame='all'>
331         <title>Altus Metrum Electronics</title>
332         <tgroup cols='8' align='center' colsep='1' rowsep='1'>
333           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Device'/>
334           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Barometer'/>
335           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Z-axis accelerometer'/>
336           <colspec align='center' colwidth='*' colname='GPS'/>
337           <colspec align='center' colwidth='*' colname='3D sensors'/>
338           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Storage'/>
339           <colspec align='center' colwidth='*' colname='RF'/>
340           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Battery'/>
341           <thead>
342             <row>
343               <entry align='center'>Device</entry>
344               <entry align='center'>Barometer</entry>
345               <entry align='center'>Z-axis accelerometer</entry>
346               <entry align='center'>GPS</entry>
347               <entry align='center'>3D sensors</entry>
348               <entry align='center'>Storage</entry>
349               <entry align='center'>RF Output</entry>
350               <entry align='center'>Battery</entry>
351             </row>
352           </thead>
353           <tbody>
354             <row>
355               <entry>TeleMetrum v1.0</entry>
356               <entry><para>MP3H6115 10km (33k')</para></entry>
357               <entry><para>MMA2202 50g</para></entry>
358               <entry>SkyTraq</entry>
359               <entry>-</entry>
360               <entry>1MB</entry>
361               <entry>10mW</entry>
362               <entry>3.7V</entry>
363             </row>
364             <row>
365               <entry>TeleMetrum v1.1</entry>
366               <entry><para>MP3H6115 10km (33k')</para></entry>
367               <entry><para>MMA2202 50g</para></entry>
368               <entry>SkyTraq</entry>
369               <entry>-</entry>
370               <entry>2MB</entry>
371               <entry>10mW</entry>
372               <entry>3.7V</entry>
373             </row>
374             <row>
375               <entry>TeleMetrum v1.2</entry>
376               <entry><para>MP3H6115 10km (33k')</para></entry>
377               <entry><para>ADXL78 70g</para></entry>
378               <entry>SkyTraq</entry>
379               <entry>-</entry>
380               <entry>2MB</entry>
381               <entry>10mW</entry>
382               <entry>3.7V</entry>
383             </row>
384             <row>
385               <entry>TeleMetrum v2.0</entry>
386               <entry><para>MS5607 30km (100k')</para></entry>
387               <entry><para>MMA6555 102g</para></entry>
388               <entry>uBlox Max-7Q</entry>
389               <entry>-</entry>
390               <entry>8MB</entry>
391               <entry>40mW</entry>
392               <entry>3.7V</entry>
393             </row>
394             <row>
395               <entry><para>TeleMini <?linebreak?>v1.0</para></entry>
396               <entry><para>MP3H6115 10km (33k')</para></entry>
397               <entry>-</entry>
398               <entry>-</entry>
399               <entry>-</entry>
400               <entry>5kB</entry>
401               <entry>10mW</entry>
402               <entry>3.7V</entry>
403             </row>
404             <row>
405               <entry>TeleMini <?linebreak?>v2.0</entry>
406               <entry><para>MS5607 30km (100k')</para></entry>
407               <entry>-</entry>
408               <entry>-</entry>
409               <entry>-</entry>
410               <entry>1MB</entry>
411               <entry>10mW</entry>
412               <entry>3.7-12V</entry>
413             </row>
414             <row>
415               <entry>EasyMini <?linebreak?>v1.0</entry>
416               <entry><para>MS5607 30km (100k')</para></entry>
417               <entry>-</entry>
418               <entry>-</entry>
419               <entry>-</entry>
420               <entry>1MB</entry>
421               <entry>-</entry>
422               <entry>3.7-12V</entry>
423             </row>
424             <row>
425               <entry>TeleMega <?linebreak?>v1.0</entry>
426               <entry><para>MS5607 30km (100k')</para></entry>
427               <entry><para>MMA6555 102g</para></entry>
428               <entry>uBlox Max-7Q</entry>
429               <entry><para>MPU6000 HMC5883</para></entry>
430               <entry>8MB</entry>
431               <entry>40mW</entry>
432               <entry>3.7V</entry>
433             </row>
434           </tbody>
435         </tgroup>
436       </table>
437       <table frame='all'>
438         <title>Altus Metrum Boards</title>
439         <tgroup cols='6' align='center' colsep='1' rowsep='1'>
440           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Device'/>
441           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Connectors'/>
442           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Screw Terminals'/>
443           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Width'/>
444           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Length'/>
445           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Tube Size'/>
446           <thead>
447             <row>
448               <entry align='center'>Device</entry>
449               <entry align='center'>Connectors</entry>
450               <entry align='center'>Screw Terminals</entry>
451               <entry align='center'>Width</entry>
452               <entry align='center'>Length</entry>
453               <entry align='center'>Tube Size</entry>
454             </row>
455           </thead>
456           <tbody>
457             <row>
458               <entry>TeleMetrum</entry>
459               <entry><para>
460                 Antenna<?linebreak?>
461                 Debug<?linebreak?>
462                 Companion<?linebreak?>
463                 USB<?linebreak?>
464                 Battery
465               </para></entry>
466               <entry><para>Apogee pyro <?linebreak?>Main pyro <?linebreak?>Switch</para></entry>
467               <entry>1 inch (2.54cm)</entry>
468               <entry>2 ¾ inch (6.99cm)</entry>
469               <entry>29mm coupler</entry>
470             </row>
471             <row>
472               <entry><para>TeleMini <?linebreak?>v1.0</para></entry>
473               <entry><para>
474                 Antenna<?linebreak?>
475                 Debug<?linebreak?>
476                 Battery
477               </para></entry>
478               <entry><para>
479                 Apogee pyro <?linebreak?>
480                 Main pyro
481               </para></entry>
482               <entry>½ inch (1.27cm)</entry>
483               <entry>1½ inch (3.81cm)</entry>
484               <entry>18mm airframe</entry>
485             </row>
486             <row>
487               <entry>TeleMini <?linebreak?>v2.0</entry>
488               <entry><para>
489                 Antenna<?linebreak?>
490                 Debug<?linebreak?>
491                 USB<?linebreak?>
492                 Battery
493               </para></entry>
494               <entry><para>
495                 Apogee pyro <?linebreak?>
496                 Main pyro <?linebreak?>
497                 Battery <?linebreak?>
498                 Switch
499                 </para></entry>
500               <entry>0.8 inch (2.03cm)</entry>
501               <entry>1½ inch (3.81cm)</entry>
502               <entry>24mm coupler</entry>
503             </row>
504             <row>
505               <entry>EasyMini</entry>
506               <entry><para>
507                 Debug<?linebreak?>
508                 USB<?linebreak?>
509                 Battery
510               </para></entry>
511               <entry><para>
512                 Apogee pyro <?linebreak?>
513                 Main pyro <?linebreak?>
514                 Battery <?linebreak?>
515                 Switch
516                 </para></entry>
517               <entry>0.8 inch (2.03cm)</entry>
518               <entry>1½ inch (3.81cm)</entry>
519               <entry>24mm coupler</entry>
520             </row>
521             <row>
522               <entry>TeleMega</entry>
523               <entry><para>
524                 Antenna<?linebreak?>
525                 Debug<?linebreak?>
526                 Companion<?linebreak?>
527                 USB<?linebreak?>
528                 Battery
529               </para></entry>
530               <entry><para>
531                 Apogee pyro <?linebreak?>
532                 Main pyro<?linebreak?>
533                 Pyro A-D<?linebreak?>
534                 Switch<?linebreak?>
535                 Pyro battery
536               </para></entry>
537               <entry>1¼ inch (3.18cm)</entry>
538               <entry>3¼ inch (8.26cm)</entry>
539               <entry>38mm coupler</entry>
540             </row>
541           </tbody>
542         </tgroup>
543       </table>
544     </section>
545     <section>
546       <title>TeleMetrum</title>
547       <para>
548         TeleMetrum is a 1 inch by 2¾ inch circuit board.  It was designed to
549         fit inside coupler for 29mm air-frame tubing, but using it in a tube that
550         small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
551         to succeed!  The presence of an accelerometer means TeleMetrum should
552         be aligned along the flight axis of the airframe, and by default the ¼
553         wave UHF wire antenna should be on the nose-cone end of the board.  The
554         antenna wire is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
555         the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
556         fin can end of the board, meaning an ideal “simple” avionics
557         bay for TeleMetrum should have at least 10 inches of interior length.
558       </para>
559     </section>
560     <section>
561       <title>TeleMini</title>
562       <para>
563         TeleMini v1.0 is ½ inches by 1½ inches.  It was
564         designed to fit inside an 18mm air-frame tube, but using it in
565         a tube that small in diameter may require some creativity in
566         mounting and wiring to succeed!  Since there is no
567         accelerometer, TeleMini can be mounted in any convenient
568         orientation.  The default ¼ wave UHF wire antenna attached to
569         the center of one end of the board is about 7 inches long. Two
570         wires for the power switch are connected to holes in the
571         middle of the board. Screw terminals for the e-matches for
572         apogee and main ejection charges depart from the other end of
573         the board, meaning an ideal “simple” avionics bay for TeleMini
574         should have at least 9 inches of interior length.
575       </para>
576       <para>
577         TeleMini v2.0 is 0.8 inches by 1½ inches. It adds more
578         on-board data logging memory, a built-in USB connector and
579         screw terminals for the battery and power switch. The larger
580         board fits in a 24mm coupler. There's also a battery connector
581         for a LiPo battery if you want to use one of those.
582       </para>
583     </section>
584     <section>
585       <title>EasyMini</title>
586       <para>
587         EasyMini is built on a 0.8 inch by 1½ inch circuit board. It's
588         designed to fit in a 24mm coupler tube. The connectors and
589         screw terminals match TeleMini, so you can swap an EasyMini
590         with a TeleMini.
591       </para>
592     </section>
593     <section>
594       <title>TeleMega</title>
595       <para>
596         TeleMega is a 1¼ inch by 3¼ inch circuit board. It was
597         designed to easily fit in a 38mm coupler. Like TeleMetrum,
598         TeleMega has an accelerometer and so it must be mounted so that
599         the board is aligned with the flight axis. It can be mounted
600         either antenna up or down.
601       </para>
602     </section>
603     <section>
604       <title>Flight Data Recording</title>
605       <para>
606         Each flight computer logs data at 100 samples per second
607         during ascent and 10 samples per second during descent, except
608         for TeleMini v1.0, which records ascent at 10 samples per
609         second and descent at 1 sample per second. Data are logged to
610         an on-board flash memory part, which can be partitioned into
611         several equal-sized blocks, one for each flight.
612       </para>
613       <table frame='all'>
614         <title>Data Storage on Altus Metrum altimeters</title>
615         <tgroup cols='4' align='center' colsep='1' rowsep='1'>
616           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Device'/>
617           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Bytes per sample'/>
618           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Total storage'/>
619           <colspec align='center' colwidth='*' colname='Minutes of
620                                                         full-rate'/>
621           <thead>
622             <row>
623               <entry align='center'>Device</entry>
624               <entry align='center'>Bytes per Sample</entry>
625               <entry align='center'>Total Storage</entry>
626               <entry align='center'>Minutes at Full Rate</entry>
627             </row>
628           </thead>
629           <tbody>
630             <row>
631               <entry>TeleMetrum v1.0</entry>
632               <entry>8</entry>
633               <entry>1MB</entry>
634               <entry>20</entry>
635             </row>
636             <row>
637               <entry>TeleMetrum v1.1 v1.2</entry>
638               <entry>8</entry>
639               <entry>2MB</entry>
640               <entry>40</entry>
641             </row>
642             <row>
643               <entry>TeleMetrum v2.0</entry>
644               <entry>16</entry>
645               <entry>8MB</entry>
646               <entry>80</entry>
647             </row>
648             <row>
649               <entry>TeleMini v1.0</entry>
650               <entry>2</entry>
651               <entry>5kB</entry>
652               <entry>4</entry>
653             </row>
654             <row>
655               <entry>TeleMini v2.0</entry>
656               <entry>16</entry>
657               <entry>1MB</entry>
658               <entry>10</entry>
659             </row>
660             <row>
661               <entry>EasyMini</entry>
662               <entry>16</entry>
663               <entry>1MB</entry>
664               <entry>10</entry>
665             </row>
666             <row>
667               <entry>TeleMega</entry>
668               <entry>32</entry>
669               <entry>8MB</entry>
670               <entry>40</entry>
671             </row>
672           </tbody>
673         </tgroup>
674       </table>
675       <para>
676         The on-board flash is partitioned into separate flight logs,
677         each of a fixed maximum size. Increase the maximum size of
678         each log and you reduce the number of flights that can be
679         stored. Decrease the size and you can store more flights.
680       </para>
681       <para>
682         Configuration data is also stored in the flash memory on
683         TeleMetrum v1.x, TeleMini and EasyMini. This consumes 64kB
684         of flash space.  This configuration space is not available
685         for storing flight log data. TeleMetrum v2.0 and TeleMega
686         store configuration data in a bit of eeprom available within
687         the processor chip, leaving that space available in flash for
688         more flight data.
689       </para>
690       <para>
691         To compute the amount of space needed for a single flight, you
692         can multiply the expected ascent time (in seconds) by 100
693         times bytes-per-sample, multiply the expected descent time (in
694         seconds) by 10 times the bytes per sample and add the two
695         together. That will slightly under-estimate the storage (in
696         bytes) needed for the flight. For instance, a TeleMetrum v2.0 flight spending
697         20 seconds in ascent and 150 seconds in descent will take
698         about (20 * 1600) + (150 * 160) = 56000 bytes of storage. You
699         could store dozens of these flights in the on-board flash.
700       </para>
701       <para>
702         The default size allows for several flights on each flight
703         computer, except for TeleMini v1.0, which only holds data for a
704         single flight. You can adjust the size.
705       </para>
706       <para>
707         Altus Metrum flight computers will not overwrite existing
708         flight data, so be sure to download flight data and erase it
709         from the flight computer before it fills up. The flight
710         computer will still successfully control the flight even if it
711         cannot log data, so the only thing you will lose is the data.
712       </para>
713     </section>
714     <section>
715       <title>Installation</title>
716       <para>
717         A typical installation involves attaching 
718         only a suitable battery, a single pole switch for 
719         power on/off, and two pairs of wires connecting e-matches for the 
720         apogee and main ejection charges.  All Altus Metrum products are 
721         designed for use with single-cell batteries with 3.7 volts
722         nominal. TeleMini v2.0 and EasyMini may also be used with other
723         batteries as long as they supply between 4 and 12 volts.
724       </para>
725       <para>
726         The battery connectors are a standard 2-pin JST connector and
727         match batteries sold by Spark Fun. These batteries are
728         single-cell Lithium Polymer batteries that nominally provide 3.7
729         volts.  Other vendors sell similar batteries for RC aircraft
730         using mating connectors, however the polarity for those is
731         generally reversed from the batteries used by Altus Metrum
732         products. In particular, the Tenergy batteries supplied for use
733         in Featherweight flight computers are not compatible with Altus
734         Metrum flight computers or battery chargers. <emphasis>Check
735         polarity and voltage before connecting any battery not purchased
736         from Altus Metrum or Spark Fun.</emphasis>
737       </para>
738       <para>
739         By default, we use the unregulated output of the battery directly
740         to fire ejection charges.  This works marvelously with standard
741         low-current e-matches like the J-Tek from MJG Technologies, and with
742         Quest Q2G2 igniters.  However, if you want or need to use a separate 
743         pyro battery, check out the “External Pyro Battery” section in this 
744         manual for instructions on how to wire that up. The altimeters are 
745         designed to work with an external pyro battery of no more than 15 volts.
746
747       </para>
748       <para>
749         Ejection charges are wired directly to the screw terminal block
750         at the aft end of the altimeter.  You'll need a very small straight 
751         blade screwdriver for these screws, such as you might find in a 
752         jeweler's screwdriver set.
753       </para>
754       <para>
755         Except for TeleMini v1.0, the flight computers also use the
756         screw terminal block for the power switch leads. On TeleMini v1.0,
757         the power switch leads are soldered directly to the board and
758         can be connected directly to a switch.
759       </para>
760       <para>
761         For most air-frames, the integrated antennas are more than
762         adequate.   However, if you are installing in a carbon-fiber or
763         metal electronics bay which is opaque to RF signals, you may need to
764         use off-board external antennas instead.  In this case, you can
765         order an altimeter with an SMA connector for the UHF antenna
766         connection, and, on TeleMetrum v1, you can unplug the integrated GPS
767         antenna and select an appropriate off-board GPS antenna with
768         cable terminating in a U.FL connector.
769       </para>
770     </section>
771   </chapter>
772   <chapter>
773     <title>System Operation</title>
774     <section>
775       <title>Firmware Modes </title>
776       <para>
777         The AltOS firmware build for the altimeters has two
778         fundamental modes, “idle” and “flight”.  Which of these modes
779         the firmware operates in is determined at start up time. For
780         TeleMetrum, the mode is controlled by the orientation of the
781         rocket (well, actually the board, of course...) at the time
782         power is switched on.  If the rocket is “nose up”, then
783         TeleMetrum assumes it's on a rail or rod being prepared for
784         launch, so the firmware chooses flight mode.  However, if the
785         rocket is more or less horizontal, the firmware instead enters
786         idle mode.  Since TeleMini v2.0 and EasyMini don't have an
787         accelerometer we can use to determine orientation, “idle” mode
788         is selected if the board is connected via USB to a computer,
789         otherwise the board enters “flight” mode. TeleMini v1.0
790         selects “idle” mode if it receives a command packet within the
791         first five seconds of operation.
792       </para>
793       <para>
794         At power on, you will hear three beeps or see three flashes
795         (“S” in Morse code for start up) and then a pause while
796         the altimeter completes initialization and self test, and decides 
797         which mode to enter next.
798       </para>
799       <para>
800         In flight or “pad” mode, the altimeter engages the flight
801         state machine, goes into transmit-only mode to
802         send telemetry, and waits for launch to be detected.
803         Flight mode is indicated by an “di-dah-dah-dit” (“P” for pad)
804         on the beeper or lights, followed by beeps or flashes
805         indicating the state of the pyrotechnic igniter continuity.
806         One beep/flash indicates apogee continuity, two beeps/flashes
807         indicate main continuity, three beeps/flashes indicate both
808         apogee and main continuity, and one longer “brap” sound or
809         rapidly alternating lights indicates no continuity.  For a
810         dual deploy flight, make sure you're getting three beeps or
811         flashes before launching!  For apogee-only or motor eject
812         flights, do what makes sense.
813       </para>
814       <para>
815         If idle mode is entered, you will hear an audible “di-dit” or
816         see two short flashes (“I” for idle), and the flight state
817         machine is disengaged, thus no ejection charges will fire.
818         The altimeters also listen for the radio link when in idle
819         mode for requests sent via TeleDongle.  Commands can be issued
820         in idle mode over either USB or the radio link
821         equivalently. TeleMini v1.0 only has the radio link.  Idle
822         mode is useful for configuring the altimeter, for extracting
823         data from the on-board storage chip after flight, and for
824         ground testing pyro charges.
825       </para>
826       <para>
827         One “neat trick” of particular value when TeleMetrum or TeleMega are used with 
828         very large air-frames, is that you can power the board up while the 
829         rocket is horizontal, such that it comes up in idle mode.  Then you can
830         raise the air-frame to launch position, and issue a 'reset' command 
831         via TeleDongle over the radio link to cause the altimeter to reboot and 
832         come up in flight mode.  This is much safer than standing on the top 
833         step of a rickety step-ladder or hanging off the side of a launch 
834         tower with a screw-driver trying to turn on your avionics before 
835         installing igniters!
836       </para>
837       <para>
838         TeleMini v1.0 is configured solely via the radio link. Of course, that
839         means you need to know the TeleMini radio configuration values
840         or you won't be able to communicate with it. For situations
841         when you don't have the radio configuration values, TeleMini v1.0
842         offers an 'emergency recovery' mode. In this mode, TeleMini is
843         configured as follows:
844         <itemizedlist>
845           <listitem>
846             <para>
847             Sets the radio frequency to 434.550MHz
848             </para>
849           </listitem>
850           <listitem>
851             <para>
852             Sets the radio calibration back to the factory value.
853             </para>
854           </listitem>
855           <listitem>
856             <para>
857             Sets the callsign to N0CALL
858             </para>
859           </listitem>
860           <listitem>
861             <para>
862             Does not go to 'pad' mode after five seconds.
863             </para>
864           </listitem>
865         </itemizedlist>
866       </para>
867       <para>
868         To get into 'emergency recovery' mode, first find the row of
869         four small holes opposite the switch wiring. Using a short
870         piece of small gauge wire, connect the outer two holes
871         together, then power TeleMini up. Once the red LED is lit,
872         disconnect the wire and the board should signal that it's in
873         'idle' mode after the initial five second startup period.
874       </para>
875     </section>
876     <section>
877       <title>GPS </title>
878       <para>
879         TeleMetrum and TeleMega include a complete GPS receiver.  A
880         complete explanation of how GPS works is beyond the scope of
881         this manual, but the bottom line is that the GPS receiver
882         needs to lock onto at least four satellites to obtain a solid
883         3 dimensional position fix and know what time it is.
884       </para>
885       <para>
886         The flight computers provide backup power to the GPS chip any time a 
887         battery is connected.  This allows the receiver to “warm start” on
888         the launch rail much faster than if every power-on were a GPS 
889         “cold start”.  In typical operations, powering up
890         on the flight line in idle mode while performing final air-frame
891         preparation will be sufficient to allow the GPS receiver to cold
892         start and acquire lock.  Then the board can be powered down during
893         RSO review and installation on a launch rod or rail.  When the board
894         is turned back on, the GPS system should lock very quickly, typically
895         long before igniter installation and return to the flight line are
896         complete.
897       </para>
898     </section>
899     <section>
900       <title>Controlling An Altimeter Over The Radio Link</title>
901       <para>
902         One of the unique features of the Altus Metrum system is the
903         ability to create a two way command link between TeleDongle
904         and an altimeter using the digital radio transceivers
905         built into each device. This allows you to interact with the
906         altimeter from afar, as if it were directly connected to the
907         computer.
908       </para>
909       <para>
910         Any operation which can be performed with a flight computer can
911         either be done with the device directly connected to the
912         computer via the USB cable, or through the radio
913         link. TeleMini v1.0 doesn't provide a USB connector and so it is
914         always communicated with over radio.  Select the appropriate 
915         TeleDongle device when the list of devices is presented and 
916         AltosUI will interact with an altimeter over the radio link.
917       </para>
918       <para>
919         One oddity in the current interface is how AltosUI selects the
920         frequency for radio communications. Instead of providing
921         an interface to specifically configure the frequency, it uses
922         whatever frequency was most recently selected for the target
923         TeleDongle device in Monitor Flight mode. If you haven't ever
924         used that mode with the TeleDongle in question, select the
925         Monitor Flight button from the top level UI, and pick the
926         appropriate TeleDongle device.  Once the flight monitoring
927         window is open, select the desired frequency and then close it
928         down again. All radio communications will now use that frequency.
929       </para>
930       <itemizedlist>
931         <listitem>
932           <para>
933             Save Flight Data—Recover flight data from the rocket without
934             opening it up.
935           </para>
936         </listitem>
937         <listitem>
938           <para>
939             Configure altimeter apogee delays, main deploy heights
940             and additional pyro event conditions
941             to respond to changing launch conditions. You can also
942             'reboot' the altimeter. Use this to remotely enable the
943             flight computer by turning TeleMetrum or TeleMega on in “idle” mode,
944             then once the air-frame is oriented for launch, you can
945             reboot the altimeter and have it restart in pad mode
946             without having to climb the scary ladder.
947           </para>
948         </listitem>
949         <listitem>
950           <para>
951             Fire Igniters—Test your deployment charges without snaking
952             wires out through holes in the air-frame. Simply assemble the
953             rocket as if for flight with the apogee and main charges
954             loaded, then remotely command the altimeter to fire the
955             igniters.
956           </para>
957         </listitem>
958       </itemizedlist>
959       <para>
960         Operation over the radio link for configuring an altimeter, ground
961         testing igniters, and so forth uses the same RF frequencies as flight
962         telemetry.  To configure the desired TeleDongle frequency, select
963         the monitor flight tab, then use the frequency selector and 
964         close the window before performing other desired radio operations.
965       </para>
966       <para>
967         The flight computers only enable radio commanding in 'idle' mode.
968         TeleMetrum and TeleMega use the accelerometer to detect which orientation they
969         start up in, so make sure you have the flight computer lying horizontally when you turn
970         it on. Otherwise, it will start in 'pad' mode ready for
971         flight, and will not be listening for command packets from TeleDongle.
972       </para>
973       <para>
974         TeleMini listens for a command packet for five seconds after
975         first being turned on, if it doesn't hear anything, it enters
976         'pad' mode, ready for flight and will no longer listen for
977         command packets. The easiest way to connect to TeleMini is to
978         initiate the command and select the TeleDongle device. At this
979         point, the TeleDongle will be attempting to communicate with
980         the TeleMini. Now turn TeleMini on, and it should immediately
981         start communicating with the TeleDongle and the desired
982         operation can be performed.
983       </para>
984       <para>
985         You can monitor the operation of the radio link by watching the 
986         lights on the devices. The red LED will flash each time a packet
987         is transmitted, while the green LED will light up on TeleDongle when 
988         it is waiting to receive a packet from the altimeter.
989       </para>
990     </section>
991     <section>
992       <title>Ground Testing </title>
993       <para>
994         An important aspect of preparing a rocket using electronic deployment
995         for flight is ground testing the recovery system.  Thanks
996         to the bi-directional radio link central to the Altus Metrum system,
997         this can be accomplished in a TeleMega, TeleMetrum or TeleMini equipped rocket 
998         with less work than you may be accustomed to with other systems.  It 
999         can even be fun!
1000       </para>
1001       <para>
1002         Just prep the rocket for flight, then power up the altimeter
1003         in “idle” mode (placing air-frame horizontal for TeleMetrum or TeleMega, or
1004         selecting the Configure Altimeter tab for TeleMini).  This will cause 
1005         the firmware to go into “idle” mode, in which the normal flight
1006         state machine is disabled and charges will not fire without
1007         manual command.  You can now command the altimeter to fire the apogee
1008         or main charges from a safe distance using your computer and 
1009         TeleDongle and the Fire Igniter tab to complete ejection testing.
1010       </para>
1011     </section>
1012     <section>
1013       <title>Radio Link </title>
1014       <para>
1015         The chip our boards are based on incorporates an RF transceiver, but
1016         it's not a full duplex system... each end can only be transmitting or
1017         receiving at any given moment.  So we had to decide how to manage the
1018         link.
1019       </para>
1020       <para>
1021         By design, the altimeter firmware listens for the radio link when
1022         it's in “idle mode”, which
1023         allows us to use the radio link to configure the rocket, do things like
1024         ejection tests, and extract data after a flight without having to
1025         crack open the air-frame.  However, when the board is in “flight
1026         mode”, the altimeter only
1027         transmits and doesn't listen at all.  That's because we want to put
1028         ultimate priority on event detection and getting telemetry out of
1029         the rocket through
1030         the radio in case the rocket crashes and we aren't able to extract
1031         data later...
1032       </para>
1033       <para>
1034         We don't generally use a 'normal packet radio' mode like APRS
1035         because they're just too inefficient.  The GFSK modulation we
1036         use is FSK with the base-band pulses passed through a Gaussian
1037         filter before they go into the modulator to limit the
1038         transmitted bandwidth.  When combined with forward error
1039         correction and interleaving, this allows us to have a very
1040         robust 19.2 kilobit data link with only 10-40 milliwatts of
1041         transmit power, a whip antenna in the rocket, and a hand-held
1042         Yagi on the ground.  We've had flights to above 21k feet AGL
1043         with great reception, and calculations suggest we should be
1044         good to well over 40k feet AGL with a 5-element yagi on the
1045         ground with our 10mW units and over 100k feet AGL with the
1046         40mW devices.  We hope to fly boards to higher altitudes over
1047         time, and would of course appreciate customer feedback on
1048         performance in higher altitude flights!
1049       </para>
1050       <para>
1051         TeleMetrum v2.0 and TeleMega can send APRS if desired, the
1052         interval between APRS packets can be configured. As each APRS
1053         packet takes a full second to transmit, we recommend an
1054         interval of at least 5 seconds to avoid consuming too much
1055         battery power or radio channel bandwidth.
1056       </para>
1057     </section>
1058     <section>
1059       <title>Configurable Parameters</title>
1060       <para>
1061         Configuring an Altus Metrum altimeter for flight is very
1062         simple.  Even on our baro-only TeleMini and EasyMini boards, the use of a Kalman 
1063         filter means there is no need to set a “mach delay”.  The few 
1064         configurable parameters can all be set using AltosUI over USB or
1065         or radio link via TeleDongle.
1066       </para>
1067       <section>
1068         <title>Radio Frequency</title>
1069         <para>
1070           Altus Metrum boards support radio frequencies in the 70cm
1071           band. By default, the configuration interface provides a
1072           list of 10 “standard” frequencies in 100kHz channels starting at
1073           434.550MHz.  However, the firmware supports use of
1074           any 50kHz multiple within the 70cm band. At any given
1075           launch, we highly recommend coordinating when and by whom each
1076           frequency will be used to avoid interference.  And of course, both
1077           altimeter and TeleDongle must be configured to the same
1078           frequency to successfully communicate with each other.
1079         </para>
1080       </section>
1081       <section>
1082         <title>Apogee Delay</title>
1083         <para>
1084           Apogee delay is the number of seconds after the altimeter detects flight
1085           apogee that the drogue charge should be fired.  In most cases, this
1086           should be left at the default of 0.  However, if you are flying
1087           redundant electronics such as for an L3 certification, you may wish
1088           to set one of your altimeters to a positive delay so that both
1089           primary and backup pyrotechnic charges do not fire simultaneously.
1090         </para>
1091         <para>
1092           The Altus Metrum apogee detection algorithm fires exactly at
1093           apogee.  If you are also flying an altimeter like the
1094           PerfectFlite MAWD, which only supports selecting 0 or 1
1095           seconds of apogee delay, you may wish to set the MAWD to 0
1096           seconds delay and set the TeleMetrum to fire your backup 2
1097           or 3 seconds later to avoid any chance of both charges
1098           firing simultaneously.  We've flown several air-frames this
1099           way quite happily, including Keith's successful L3 cert.
1100         </para>
1101       </section>
1102       <section>
1103         <title>Main Deployment Altitude</title>
1104         <para>
1105           By default, the altimeter will fire the main deployment charge at an
1106           elevation of 250 meters (about 820 feet) above ground.  We think this
1107           is a good elevation for most air-frames, but feel free to change this
1108           to suit.  In particular, if you are flying two altimeters, you may
1109           wish to set the
1110           deployment elevation for the backup altimeter to be something lower
1111           than the primary so that both pyrotechnic charges don't fire
1112           simultaneously.
1113         </para>
1114       </section>
1115       <section>
1116         <title>Maximum Flight Log</title>
1117         <para>
1118           Changing this value will set the maximum amount of flight
1119           log storage that an individual flight will use. The
1120           available storage is divided into as many flights of the
1121           specified size as can fit in the available space. You can
1122           download and erase individual flight logs. If you fill up
1123           the available storage, future flights will not get logged
1124           until you erase some of the stored ones.
1125         </para>
1126       </section>
1127       <section>
1128         <title>Ignite Mode</title>
1129         <para>
1130           Instead of firing one charge at apogee and another charge at
1131           a fixed height above the ground, you can configure the
1132           altimeter to fire both at apogee or both during
1133           descent. This was added to support an airframe that has two
1134           altimeters, one in the fin can and one in the
1135           nose.
1136         </para>
1137         <para>
1138           Providing the ability to use both igniters for apogee or
1139           main allows some level of redundancy without needing two
1140           flight computers.  In Redundant Apogee or Redundant Main
1141           mode, the two charges will be fired two seconds apart.
1142         </para>
1143       </section>
1144       <section>
1145         <title>Pad Orientation</title>
1146         <para>
1147           TeleMetrum and TeleMega measure acceleration along the axis
1148           of the board. Which way the board is oriented affects the
1149           sign of the acceleration value. Instead of trying to guess
1150           which way the board is mounted in the air frame, the
1151           altimeter must be explicitly configured for either Antenna
1152           Up or Antenna Down. The default, Antenna Up, expects the end
1153           of the board connected to the 70cm antenna to be nearest the
1154           nose of the rocket, with the end containing the screw
1155           terminals nearest the tail.
1156         </para>
1157       </section>
1158       <section>
1159         <title>Pyro Channels</title>
1160         <para>
1161           In addition to the usual Apogee and Main pyro channels,
1162           TeleMega has four additional channels that can be configured
1163           to activate when various flight conditions are
1164           satisfied. You can select as many conditions as necessary;
1165           all of them must be met in order to activate the
1166           channel. The conditions available are:
1167         </para>
1168         <itemizedlist>
1169           <listitem>
1170             <para>
1171               Acceleration away from the ground. Select a value, and
1172               then choose whether acceleration should be above or
1173               below that value. Acceleration is positive upwards, so
1174               accelerating towards the ground would produce negative
1175               numbers. Acceleration during descent is noisy and
1176               inaccurate, so be careful when using it during these
1177               phases of the flight.
1178             </para>
1179           </listitem>
1180           <listitem>
1181             <para>
1182               Vertical speed.  Select a value, and then choose whether
1183               vertical speed should be above or below that
1184               value. Speed is positive upwards, so moving towards the
1185               ground would produce negative numbers. Speed during
1186               descent is a bit noisy and so be careful when using it
1187               during these phases of the flight.
1188             </para>
1189           </listitem>
1190           <listitem>
1191             <para>
1192               Height. Select a value, and then choose whether the
1193               height above the launch pad should be above or below
1194               that value.
1195             </para>
1196           </listitem>
1197           <listitem>
1198             <para>
1199               Orientation. TeleMega contains a 3-axis gyroscope and
1200               accelerometer which is used to measure the current
1201               angle. Note that this angle is not the change in angle
1202               from the launch pad, but rather absolute relative to
1203               gravity; the 3-axis accelerometer is used to compute the
1204               angle of the rocket on the launch pad and initialize the
1205               system. Because this value is computed by integrating
1206               rate gyros, it gets progressively less accurate as the
1207               flight goes on. It should have an accumulated error of
1208               less than .2°/second (after 10 seconds of flight, the
1209               error should be less than 2°).
1210             </para>
1211             <para>
1212               The usual use of the orientation configuration is to
1213               ensure that the rocket is traveling mostly upwards when
1214               deciding whether to ignite air starts or additional
1215               stages. For that, choose a reasonable maximum angle
1216               (like 20°) and set the motor igniter to require an angle
1217               of less than that value.
1218             </para>
1219           </listitem>
1220           <listitem>
1221             <para>
1222               Flight Time. Time since boost was detected. Select a
1223               value and choose whether to activate the pyro channel
1224               before or after that amount of time.
1225             </para>
1226           </listitem>
1227           <listitem>
1228             <para>
1229               Ascending. A simple test saying whether the rocket is
1230               going up or not. This is exactly equivalent to testing
1231               whether the speed is &gt; 0.
1232             </para>
1233           </listitem>
1234           <listitem>
1235             <para>
1236               Descending. A simple test saying whether the rocket is
1237               going down or not. This is exactly equivalent to testing
1238               whether the speed is &lt; 0.
1239             </para>
1240           </listitem>
1241           <listitem>
1242             <para>
1243               After Motor. The flight software counts each time the
1244               rocket starts accelerating (presumably due to a motor or
1245               motors igniting). Use this value to count ignitions for
1246               multi-staged or multi-airstart launches.
1247             </para>
1248           </listitem>
1249           <listitem>
1250             <para>
1251               Delay. This value doesn't perform any checks, instead it
1252               inserts a delay between the time when the other
1253               parameters become true and when the pyro channel is
1254               activated.
1255             </para>
1256           </listitem>
1257           <listitem>
1258             <para>
1259               Flight State. The flight software tracks the flight
1260               through a sequence of states:
1261               <orderedlist>
1262                 <listitem>
1263                   <para>
1264                     Boost. The motor has lit and the rocket is
1265                     accelerating upwards.
1266                   </para>
1267                 </listitem>
1268                 <listitem>
1269                   <para>
1270                     Fast. The motor has burned out and the rocket is
1271                     descellerating, but it is going faster than 200m/s.
1272                   </para>
1273                 </listitem>
1274                 <listitem>
1275                   <para>
1276                     Coast. The rocket is still moving upwards and
1277                     decelerating, but the speed is less than 200m/s.
1278                   </para>
1279                 </listitem>
1280                 <listitem>
1281                   <para>
1282                     Drogue. The rocket has reached apogee and is heading
1283                     back down, but is above the configured Main
1284                     altitude.
1285                   </para>
1286                 </listitem>
1287                 <listitem>
1288                   <para>
1289                     Main. The rocket is still descending, and is below
1290                     the Main altitude
1291                   </para>
1292                 </listitem>
1293                 <listitem>
1294                   <para>
1295                     Landed. The rocket is no longer moving.
1296                   </para>
1297                 </listitem>
1298               </orderedlist>
1299             </para>
1300             <para>
1301               You can select a state to limit when the pyro channel
1302               may activate; note that the check is based on when the
1303               rocket transitions <emphasis>into</emphasis> the state, and so checking for
1304               “greater than Boost” means that the rocket is currently
1305               in boost or some later state.
1306             </para>
1307             <para>
1308               When a motor burns out, the rocket enters either Fast or
1309               Coast state (depending on how fast it is moving). If the
1310               computer detects upwards acceleration again, it will
1311               move back to Boost state.
1312             </para>
1313           </listitem>
1314         </itemizedlist>
1315       </section>
1316     </section>
1317
1318   </chapter>
1319   <chapter>
1320
1321     <title>AltosUI</title>
1322     <para>
1323       The AltosUI program provides a graphical user interface for
1324       interacting with the Altus Metrum product family. AltosUI can
1325       monitor telemetry data, configure devices and many other
1326       tasks. The primary interface window provides a selection of
1327       buttons, one for each major activity in the system.  This manual
1328       is split into chapters, each of which documents one of the tasks
1329       provided from the top-level toolbar.
1330     </para>
1331     <section>
1332       <title>Monitor Flight</title>
1333       <subtitle>Receive, Record and Display Telemetry Data</subtitle>
1334       <para>
1335         Selecting this item brings up a dialog box listing all of the
1336         connected TeleDongle devices. When you choose one of these,
1337         AltosUI will create a window to display telemetry data as
1338         received by the selected TeleDongle device.
1339       </para>
1340       <para>
1341         All telemetry data received are automatically recorded in
1342         suitable log files. The name of the files includes the current
1343         date and rocket serial and flight numbers.
1344       </para>
1345       <para>
1346         The radio frequency being monitored by the TeleDongle device is
1347         displayed at the top of the window. You can configure the
1348         frequency by clicking on the frequency box and selecting the desired
1349         frequency. AltosUI remembers the last frequency selected for each
1350         TeleDongle and selects that automatically the next time you use
1351         that device.
1352       </para>
1353       <para>
1354         Below the TeleDongle frequency selector, the window contains a few
1355         significant pieces of information about the altimeter providing
1356         the telemetry data stream:
1357       </para>
1358       <itemizedlist>
1359         <listitem>
1360           <para>The configured call-sign</para>
1361         </listitem>
1362         <listitem>
1363           <para>The device serial number</para>
1364         </listitem>
1365         <listitem>
1366           <para>The flight number. Each altimeter remembers how many
1367             times it has flown.
1368           </para>
1369         </listitem>
1370         <listitem>
1371           <para>
1372             The rocket flight state. Each flight passes through several
1373             states including Pad, Boost, Fast, Coast, Drogue, Main and
1374             Landed.
1375           </para>
1376         </listitem>
1377         <listitem>
1378           <para>
1379             The Received Signal Strength Indicator value. This lets
1380             you know how strong a signal TeleDongle is receiving. The
1381             radio inside TeleDongle operates down to about -99dBm;
1382             weaker signals may not be receivable. The packet link uses
1383             error detection and correction techniques which prevent
1384             incorrect data from being reported.
1385           </para>
1386         </listitem>
1387         <listitem>
1388           <para>
1389             The age of the displayed data, in seconds since the last 
1390             successfully received telemetry packet.  In normal operation
1391             this will stay in the low single digits.  If the number starts
1392             counting up, then you are no longer receiving data over the radio
1393             link from the flight computer.
1394           </para>
1395         </listitem>
1396       </itemizedlist>
1397       <para>
1398         Finally, the largest portion of the window contains a set of
1399         tabs, each of which contain some information about the rocket.
1400         They're arranged in 'flight order' so that as the flight
1401         progresses, the selected tab automatically switches to display
1402         data relevant to the current state of the flight. You can select
1403         other tabs at any time. The final 'table' tab displays all of
1404         the raw telemetry values in one place in a spreadsheet-like format.
1405       </para>
1406       <section>
1407         <title>Launch Pad</title>
1408         <para>
1409           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
1410           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
1411           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
1412           whether the rocket is ready to launch:
1413           <variablelist>
1414             <varlistentry>
1415               <term>Battery Voltage</term>
1416               <listitem>
1417                 <para>
1418                   This indicates whether the Li-Po battery
1419                   powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
1420                   the duration of the flight. A value of more than
1421                   3.8V is required for a 'GO' status.
1422                 </para>
1423               </listitem>
1424             </varlistentry>
1425             <varlistentry>
1426               <term>Apogee Igniter Voltage</term>
1427               <listitem>
1428                 <para>
1429                   This indicates whether the apogee
1430                   igniter has continuity. If the igniter has a low
1431                   resistance, then the voltage measured here will be close
1432                   to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
1433                   required for a 'GO' status.
1434                 </para>
1435               </listitem>
1436             </varlistentry>
1437             <varlistentry>
1438               <term>Main Igniter Voltage</term>
1439               <listitem>
1440                 <para>
1441                   This indicates whether the main
1442                   igniter has continuity. If the igniter has a low
1443                   resistance, then the voltage measured here will be close
1444                   to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
1445                   required for a 'GO' status.
1446                 </para>
1447               </listitem>
1448             </varlistentry>
1449             <varlistentry>
1450               <term>On-board Data Logging</term>
1451               <listitem>
1452                 <para>
1453                   This indicates whether there is
1454                   space remaining on-board to store flight data for the
1455                   upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
1456                   to erase flights, there may not be any space
1457                   left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
1458                   on the configured maximum flight log size. TeleMini
1459                   stores only a single flight, so it will need to be
1460                   downloaded and erased after each flight to capture
1461                   data. This only affects on-board flight logging; the
1462                   altimeter will still transmit telemetry and fire
1463                   ejection charges at the proper times.
1464                 </para>
1465               </listitem>
1466             </varlistentry>
1467             <varlistentry>
1468               <term>GPS Locked</term>
1469               <listitem>
1470                 <para>
1471                   For a TeleMetrum or TeleMega device, this indicates whether the GPS receiver is
1472                   currently able to compute position information. GPS requires
1473                   at least 4 satellites to compute an accurate position.
1474                 </para>
1475               </listitem>
1476             </varlistentry>
1477             <varlistentry>
1478               <term>GPS Ready</term>
1479               <listitem>
1480                 <para>
1481                   For a TeleMetrum or TeleMega device, this indicates whether GPS has reported at least
1482                   10 consecutive positions without losing lock. This ensures
1483                   that the GPS receiver has reliable reception from the
1484                   satellites.
1485                 </para>
1486               </listitem>
1487             </varlistentry>
1488           </variablelist>
1489         </para>
1490         <para>
1491           The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
1492           and altitude, averaging many reported positions to improve the
1493           accuracy of the fix.
1494         </para>
1495       </section>
1496       <section>
1497         <title>Ascent</title>
1498         <para>
1499           This tab is shown during Boost, Fast and Coast
1500           phases. The information displayed here helps monitor the
1501           rocket as it heads towards apogee.
1502         </para>
1503         <para>
1504           The height, speed and acceleration are shown along with the
1505           maximum values for each of them. This allows you to quickly
1506           answer the most commonly asked questions you'll hear during
1507           flight.
1508         </para>
1509         <para>
1510           The current latitude and longitude reported by the TeleMetrum GPS are
1511           also shown. Note that under high acceleration, these values
1512           may not get updated as the GPS receiver loses position
1513           fix. Once the rocket starts coasting, the receiver should
1514           start reporting position again.
1515         </para>
1516         <para>
1517           Finally, the current igniter voltages are reported as in the
1518           Launch Pad tab. This can help diagnose deployment failures
1519           caused by wiring which comes loose under high acceleration.
1520         </para>
1521       </section>
1522       <section>
1523         <title>Descent</title>
1524         <para>
1525           Once the rocket has reached apogee and (we hope) activated the
1526           apogee charge, attention switches to tracking the rocket on
1527           the way back to the ground, and for dual-deploy flights,
1528           waiting for the main charge to fire.
1529         </para>
1530         <para>
1531           To monitor whether the apogee charge operated correctly, the
1532           current descent rate is reported along with the current
1533           height. Good descent rates vary based on the choice of recovery
1534           components, but generally range from 15-30m/s on drogue and should
1535           be below 10m/s when under the main parachute in a dual-deploy flight.
1536         </para>
1537         <para>
1538           For TeleMetrum altimeters, you can locate the rocket in the
1539           sky using the elevation and bearing information to figure
1540           out where to look. Elevation is in degrees above the
1541           horizon. Bearing is reported in degrees relative to true
1542           north. Range can help figure out how big the rocket will
1543           appear. Ground Distance shows how far it is to a point
1544           directly under the rocket and can help figure out where the
1545           rocket is likely to land. Note that all of these values are
1546           relative to the pad location. If the elevation is near 90°,
1547           the rocket is over the pad, not over you.
1548         </para>
1549         <para>
1550           Finally, the igniter voltages are reported in this tab as
1551           well, both to monitor the main charge as well as to see what
1552           the status of the apogee charge is.  Note that some commercial
1553           e-matches are designed to retain continuity even after being
1554           fired, and will continue to show as green or return from red to
1555           green after firing.
1556         </para>
1557       </section>
1558       <section>
1559         <title>Landed</title>
1560         <para>
1561           Once the rocket is on the ground, attention switches to
1562           recovery. While the radio signal is often lost once the
1563           rocket is on the ground, the last reported GPS position is
1564           generally within a short distance of the actual landing location.
1565         </para>
1566         <para>
1567           The last reported GPS position is reported both by
1568           latitude and longitude as well as a bearing and distance from
1569           the launch pad. The distance should give you a good idea of
1570           whether to walk or hitch a ride.  Take the reported
1571           latitude and longitude and enter them into your hand-held GPS
1572           unit and have that compute a track to the landing location.
1573         </para>
1574         <para>
1575           Both TeleMini and TeleMetrum will continue to transmit RDF
1576           tones after landing, allowing you to locate the rocket by
1577           following the radio signal if necessary. You may need to get 
1578           away from the clutter of the flight line, or even get up on 
1579           a hill (or your neighbor's RV roof) to receive the RDF signal.
1580         </para>
1581         <para>
1582           The maximum height, speed and acceleration reported
1583           during the flight are displayed for your admiring observers.
1584           The accuracy of these immediate values depends on the quality
1585           of your radio link and how many packets were received.  
1586           Recovering the on-board data after flight will likely yield
1587           more precise results.
1588         </para>
1589         <para>
1590           To get more detailed information about the flight, you can
1591           click on the 'Graph Flight' button which will bring up a
1592           graph window for the current flight.
1593         </para>
1594       </section>
1595       <section>
1596         <title>Site Map</title>
1597         <para>
1598           When the TeleMetrum has a GPS fix, the Site Map tab will map
1599           the rocket's position to make it easier for you to locate the
1600           rocket, both while it is in the air, and when it has landed. The
1601           rocket's state is indicated by color: white for pad, red for
1602           boost, pink for fast, yellow for coast, light blue for drogue,
1603           dark blue for main, and black for landed.
1604         </para>
1605         <para>
1606           The map's scale is approximately 3m (10ft) per pixel. The map
1607           can be dragged using the left mouse button. The map will attempt
1608           to keep the rocket roughly centered while data is being received.
1609         </para>
1610         <para>
1611           Images are fetched automatically via the Google Maps Static API,
1612           and cached on disk for reuse. If map images cannot be downloaded,
1613           the rocket's path will be traced on a dark gray background
1614           instead.
1615         </para>
1616         <para>
1617           You can pre-load images for your favorite launch sites
1618           before you leave home; check out the 'Preload Maps' section below.
1619         </para>
1620       </section>
1621     </section>
1622     <section>
1623       <title>Save Flight Data</title>
1624       <para>
1625         The altimeter records flight data to its internal flash memory.
1626         TeleMetrum data is recorded at a much higher rate than the telemetry
1627         system can handle, and is not subject to radio drop-outs. As
1628         such, it provides a more complete and precise record of the
1629         flight. The 'Save Flight Data' button allows you to read the
1630         flash memory and write it to disk. As TeleMini has only a barometer, it
1631         records data at the same rate as the telemetry signal, but there will be
1632         no data lost due to telemetry drop-outs.
1633       </para>
1634       <para>
1635         Clicking on the 'Save Flight Data' button brings up a list of
1636         connected TeleMetrum and TeleDongle devices. If you select a
1637         TeleMetrum device, the flight data will be downloaded from that
1638         device directly. If you select a TeleDongle device, flight data
1639         will be downloaded from an altimeter over radio link via the 
1640         specified TeleDongle. See the chapter on Controlling An Altimeter 
1641         Over The Radio Link for more information.
1642       </para>
1643       <para>
1644         After the device has been selected, a dialog showing the
1645         flight data saved in the device will be shown allowing you to
1646         select which flights to download and which to delete. With
1647         version 0.9 or newer firmware, you must erase flights in order
1648         for the space they consume to be reused by another
1649         flight. This prevents accidentally losing flight data
1650         if you neglect to download data before flying again. Note that
1651         if there is no more space available in the device, then no
1652         data will be recorded during the next flight.
1653       </para>
1654       <para>
1655         The file name for each flight log is computed automatically
1656         from the recorded flight date, altimeter serial number and
1657         flight number information.
1658       </para>
1659     </section>
1660     <section>
1661       <title>Replay Flight</title>
1662       <para>
1663         Select this button and you are prompted to select a flight
1664         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1665         .eeprom file containing flight data saved from the altimeter
1666         flash memory.
1667       </para>
1668       <para>
1669         Once a flight record is selected, the flight monitor interface
1670         is displayed and the flight is re-enacted in real time. Check
1671         the Monitor Flight chapter above to learn how this window operates.
1672       </para>
1673     </section>
1674     <section>
1675       <title>Graph Data</title>
1676       <para>
1677         Select this button and you are prompted to select a flight
1678         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1679         .eeprom file containing flight data saved from
1680         flash memory.
1681       </para>
1682       <para>
1683         Once a flight record is selected, a window with multiple tabs is
1684         opened.
1685         <variablelist>
1686           <varlistentry>
1687             <term>Flight Graph</term>
1688             <listitem>
1689               <para>
1690                 By default, the graph contains acceleration (blue),
1691                 velocity (green) and altitude (red).
1692               </para>
1693             </listitem>
1694           </varlistentry>
1695           <varlistentry>
1696             <term>Configure Graph</term>
1697             <listitem>
1698               <para>
1699                 This selects which graph elements to show, and, at the
1700                 very bottom, lets you switch between metric and
1701                 imperial units
1702               </para>
1703             </listitem>
1704           </varlistentry>
1705           <varlistentry>
1706             <term>Flight Statistics</term>
1707             <listitem>
1708               <para>
1709                 Shows overall data computed from the flight.
1710               </para>
1711             </listitem>
1712           </varlistentry>
1713           <varlistentry>
1714             <term>Map</term>
1715             <listitem>
1716               <para>
1717                 Shows a satellite image of the flight area overlaid
1718                 with the path of the flight. The red concentric
1719                 circles mark the launch pad, the black concentric
1720                 circles mark the landing location.
1721               </para>
1722             </listitem>
1723           </varlistentry>
1724         </variablelist>
1725       </para>
1726       <para>
1727         The graph can be zoomed into a particular area by clicking and
1728         dragging down and to the right. Once zoomed, the graph can be
1729         reset by clicking and dragging up and to the left. Holding down
1730         control and clicking and dragging allows the graph to be panned.
1731         The right mouse button causes a pop-up menu to be displayed, giving
1732         you the option save or print the plot.
1733       </para>
1734       <para>
1735         Note that telemetry files will generally produce poor graphs
1736         due to the lower sampling rate and missed telemetry packets.
1737         Use saved flight data in .eeprom files for graphing where possible.
1738       </para>
1739     </section>
1740     <section>
1741       <title>Export Data</title>
1742       <para>
1743         This tool takes the raw data files and makes them available for
1744         external analysis. When you select this button, you are prompted to 
1745         select a flight
1746         data file (either .eeprom or .telem will do, remember that
1747         .eeprom files contain higher resolution and more continuous
1748         data). Next, a second dialog appears which is used to select
1749         where to write the resulting file. It has a selector to choose
1750         between CSV and KML file formats.
1751       </para>
1752       <section>
1753         <title>Comma Separated Value Format</title>
1754         <para>
1755           This is a text file containing the data in a form suitable for
1756           import into a spreadsheet or other external data analysis
1757           tool. The first few lines of the file contain the version and
1758           configuration information from the altimeter, then
1759           there is a single header line which labels all of the
1760           fields. All of these lines start with a '#' character which
1761           many tools can be configured to skip over.
1762         </para>
1763         <para>
1764           The remaining lines of the file contain the data, with each
1765           field separated by a comma and at least one space. All of
1766           the sensor values are converted to standard units, with the
1767           barometric data reported in both pressure, altitude and
1768           height above pad units.
1769         </para>
1770       </section>
1771       <section>
1772         <title>Keyhole Markup Language (for Google Earth)</title>
1773         <para>
1774           This is the format used by Google Earth to provide an overlay 
1775           within that application. With this, you can use Google Earth to 
1776           see the whole flight path in 3D.
1777         </para>
1778       </section>
1779     </section>
1780     <section>
1781       <title>Configure Altimeter</title>
1782       <para>
1783         Select this button and then select either an altimeter or
1784         TeleDongle Device from the list provided. Selecting a TeleDongle
1785         device will use the radio link to configure a remote altimeter. 
1786       </para>
1787       <para>
1788         The first few lines of the dialog provide information about the
1789         connected device, including the product name,
1790         software version and hardware serial number. Below that are the
1791         individual configuration entries.
1792       </para>
1793       <para>
1794         At the bottom of the dialog, there are four buttons:
1795       </para>
1796       <itemizedlist>
1797         <listitem>
1798           <para>
1799             Save. This writes any changes to the
1800             configuration parameter block in flash memory. If you don't
1801             press this button, any changes you make will be lost.
1802           </para>
1803         </listitem>
1804         <listitem>
1805           <para>
1806             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1807             erasing any changes you have made.
1808           </para>
1809         </listitem>
1810         <listitem>
1811           <para>
1812             Reboot. This reboots the device. Use this to
1813             switch from idle to pad mode by rebooting once the rocket is
1814             oriented for flight, or to confirm changes you think you saved 
1815             are really saved.
1816           </para>
1817         </listitem>
1818         <listitem>
1819           <para>
1820             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1821             lost.
1822           </para>
1823         </listitem>
1824       </itemizedlist>
1825       <para>
1826         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1827       </para>
1828       <section>
1829         <title>Main Deploy Altitude</title>
1830         <para>
1831           This sets the altitude (above the recorded pad altitude) at
1832           which the 'main' igniter will fire. The drop-down menu shows
1833           some common values, but you can edit the text directly and
1834           choose whatever you like. If the apogee charge fires below
1835           this altitude, then the main charge will fire two seconds
1836           after the apogee charge fires.
1837         </para>
1838       </section>
1839       <section>
1840         <title>Apogee Delay</title>
1841         <para>
1842           When flying redundant electronics, it's often important to
1843           ensure that multiple apogee charges don't fire at precisely
1844           the same time, as that can over pressurize the apogee deployment
1845           bay and cause a structural failure of the air-frame. The Apogee
1846           Delay parameter tells the flight computer to fire the apogee
1847           charge a certain number of seconds after apogee has been
1848           detected.
1849         </para>
1850       </section>
1851       <section>
1852         <title>Radio Frequency</title>
1853         <para>
1854           This configures which of the frequencies to use for both
1855           telemetry and packet command mode. Note that if you set this
1856           value via packet command mode, the TeleDongle frequency will
1857           also be automatically reconfigured to match so that
1858           communication will continue afterwards.
1859         </para>
1860       </section>
1861       <section>
1862         <title>RF Calibration</title>
1863         <para>
1864           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1865           factory to ensure that they transmit and receive on the
1866           specified frequency.  If you need to you can adjust the calibration 
1867           by changing this value.  Do not do this without understanding what
1868           the value means, read the appendix on calibration and/or the source
1869           code for more information.  To change a TeleDongle's calibration, 
1870           you must reprogram the unit completely.
1871         </para>
1872       </section>
1873       <section>
1874         <title>Telemetry/RDF/APRS Enable</title>
1875         <para>
1876           Enables the radio for transmission during flight. When
1877           disabled, the radio will not transmit anything during flight
1878           at all.
1879         </para>
1880       </section>
1881       <section>
1882         <title>APRS Interval</title>
1883         <para>
1884           How often to transmit GPS information via APRS. This option
1885           is available on TeleMetrum v2 and TeleMega
1886           boards. TeleMetrum v1 boards cannot transmit APRS
1887           packets. Note that a single APRS packet takes nearly a full
1888           second to transmit, so enabling this option will prevent
1889           sending any other telemetry during that time.
1890         </para>
1891       </section>
1892       <section>
1893         <title>Callsign</title>
1894         <para>
1895           This sets the call sign included in each telemetry packet. Set this
1896           as needed to conform to your local radio regulations.
1897         </para>
1898       </section>
1899       <section>
1900         <title>Maximum Flight Log Size</title>
1901         <para>
1902           This sets the space (in kilobytes) allocated for each flight
1903           log. The available space will be divided into chunks of this
1904           size. A smaller value will allow more flights to be stored,
1905           a larger value will record data from longer flights.
1906         </para>
1907       </section>
1908       <section>
1909         <title>Ignite Mode</title>
1910         <para>
1911           TeleMetrum and TeleMini provide two igniter channels as they
1912           were originally designed as dual-deploy flight
1913           computers. This configuration parameter allows the two
1914           channels to be used in different configurations.
1915         </para>
1916         <itemizedlist>
1917           <listitem>
1918             <para>
1919               Dual Deploy. This is the usual mode of operation; the
1920               'apogee' channel is fired at apogee and the 'main'
1921               channel at the height above ground specified by the
1922               'Main Deploy Altitude' during descent.
1923             </para>
1924           </listitem>
1925           <listitem>
1926             <para>
1927               Redundant Apogee. This fires both channels at
1928               apogee, the 'apogee' channel first followed after a two second
1929               delay by the 'main' channel.
1930             </para>
1931           </listitem>
1932           <listitem>
1933             <para>
1934               Redundant Main. This fires both channels at the
1935               height above ground specified by the Main Deploy
1936               Altitude setting during descent. The 'apogee'
1937               channel is fired first, followed after a two second
1938               delay by the 'main' channel.
1939             </para>
1940           </listitem>
1941         </itemizedlist>
1942       </section>
1943       <section>
1944         <title>Pad Orientation</title>
1945         <para>
1946           Because it includes an accelerometer, TeleMetrum and
1947           TeleMega are sensitive to the orientation of the board. By
1948           default, it expects the antenna end to point forward. This
1949           parameter allows that default to be changed, permitting the
1950           board to be mounted with the antenna pointing aft instead.
1951         </para>
1952         <itemizedlist>
1953           <listitem>
1954             <para>
1955               Antenna Up. In this mode, the antenna end of the
1956               TeleMetrum board must point forward, in line with the
1957               expected flight path.
1958             </para>
1959           </listitem>
1960           <listitem>
1961             <para>
1962               Antenna Down. In this mode, the antenna end of the
1963               TeleMetrum board must point aft, in line with the
1964               expected flight path.
1965             </para>
1966           </listitem>
1967         </itemizedlist>
1968       </section>
1969       <section>
1970         <title>Configure Pyro Channels</title>
1971         <para>
1972           This opens a separate window to configure the additional
1973           pyro channels available on TeleMega.  One column is
1974           presented for each channel. Each row represents a single
1975           parameter, if enabled the parameter must meet the specified
1976           test for the pyro channel to be fired. See the Pyro Channels
1977           section in the System Operation chapter above for a
1978           description of these parameters.
1979         </para>
1980         <para>
1981           Select conditions and set the related value; the pyro
1982           channel will be activated when <emphasis>all</emphasis> of the
1983           conditions are met. Each pyro channel has a separate set of
1984           configuration values, so you can use different values for
1985           the same condition with different channels.
1986         </para>
1987         <para>
1988           Once you have selected the appropriate configuration for all
1989           of the necessary pyro channels, you can save the pyro
1990           configuration along with the rest of the flight computer
1991           configuration by pressing the 'Save' button in the main
1992           Configure Flight Computer window.
1993         </para>
1994       </section>
1995     </section>
1996     <section>
1997       <title>Configure AltosUI</title>
1998       <para>
1999         This button presents a dialog so that you can configure the AltosUI global settings.
2000       </para>
2001       <section>
2002         <title>Voice Settings</title>
2003         <para>
2004           AltosUI provides voice announcements during flight so that you
2005           can keep your eyes on the sky and still get information about
2006           the current flight status. However, sometimes you don't want
2007           to hear them.
2008         </para>
2009         <itemizedlist>
2010           <listitem>
2011             <para>Enable—turns all voice announcements on and off</para>
2012           </listitem>
2013           <listitem>
2014             <para>
2015               Test Voice—Plays a short message allowing you to verify
2016               that the audio system is working and the volume settings
2017               are reasonable
2018             </para>
2019           </listitem>
2020         </itemizedlist>
2021       </section>
2022       <section>
2023         <title>Log Directory</title>
2024         <para>
2025           AltosUI logs all telemetry data and saves all TeleMetrum flash
2026           data to this directory. This directory is also used as the
2027           staring point when selecting data files for display or export.
2028         </para>
2029         <para>
2030           Click on the directory name to bring up a directory choosing
2031           dialog, select a new directory and click 'Select Directory' to
2032           change where AltosUI reads and writes data files.
2033         </para>
2034       </section>
2035       <section>
2036         <title>Callsign</title>
2037         <para>
2038           This value is transmitted in each command packet sent from 
2039           TeleDongle and received from an altimeter.  It is not used in 
2040           telemetry mode, as the callsign configured in the altimeter board
2041           is included in all telemetry packets.  Configure this
2042           with the AltosUI operators call sign as needed to comply with
2043           your local radio regulations.
2044         </para>
2045         <para>
2046           Note that to successfully command a flight computer over the radio
2047           (to configure the altimeter, monitor idle, or fire pyro charges), 
2048           the callsign configured here must exactly match the callsign
2049           configured in the flight computer.  This matching is case 
2050           sensitive.
2051         </para>
2052       </section>
2053       <section>
2054         <title>Imperial Units</title>
2055         <para>
2056           This switches between metric units (meters) and imperial
2057           units (feet and miles). This affects the display of values
2058           use during flight monitoring, configuration, data graphing
2059           and all of the voice announcements. It does not change the
2060           units used when exporting to CSV files, those are always
2061           produced in metric units.
2062         </para>
2063       </section>
2064       <section>
2065         <title>Font Size</title>
2066         <para>
2067           Selects the set of fonts used in the flight monitor
2068           window. Choose between the small, medium and large sets.
2069         </para>
2070       </section>
2071       <section>
2072         <title>Serial Debug</title>
2073         <para>
2074           This causes all communication with a connected device to be
2075           dumped to the console from which AltosUI was started. If
2076           you've started it from an icon or menu entry, the output
2077           will simply be discarded. This mode can be useful to debug
2078           various serial communication issues.
2079         </para>
2080       </section>
2081       <section>
2082         <title>Manage Frequencies</title>
2083         <para>
2084           This brings up a dialog where you can configure the set of
2085           frequencies shown in the various frequency menus. You can
2086           add as many as you like, or even reconfigure the default
2087           set. Changing this list does not affect the frequency
2088           settings of any devices, it only changes the set of
2089           frequencies shown in the menus.
2090         </para>
2091       </section>
2092     </section>
2093     <section>
2094       <title>Configure Groundstation</title>
2095       <para>
2096         Select this button and then select a TeleDongle Device from the list provided.
2097       </para>
2098       <para>
2099         The first few lines of the dialog provide information about the
2100         connected device, including the product name,
2101         software version and hardware serial number. Below that are the
2102         individual configuration entries.
2103       </para>
2104       <para>
2105         Note that the TeleDongle itself doesn't save any configuration
2106         data, the settings here are recorded on the local machine in
2107         the Java preferences database. Moving the TeleDongle to
2108         another machine, or using a different user account on the same
2109         machine will cause settings made here to have no effect.
2110       </para>
2111       <para>
2112         At the bottom of the dialog, there are three buttons:
2113       </para>
2114       <itemizedlist>
2115         <listitem>
2116           <para>
2117             Save. This writes any changes to the
2118             local Java preferences file. If you don't
2119             press this button, any changes you make will be lost.
2120           </para>
2121         </listitem>
2122         <listitem>
2123           <para>
2124             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
2125             erasing any changes you have made.
2126           </para>
2127         </listitem>
2128         <listitem>
2129           <para>
2130             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
2131             lost.
2132           </para>
2133         </listitem>
2134       </itemizedlist>
2135       <para>
2136         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
2137       </para>
2138       <section>
2139         <title>Frequency</title>
2140         <para>
2141           This configures the frequency to use for both telemetry and
2142           packet command mode. Set this before starting any operation
2143           involving packet command mode so that it will use the right
2144           frequency. Telemetry monitoring mode also provides a menu to
2145           change the frequency, and that menu also sets the same Java
2146           preference value used here.
2147         </para>
2148       </section>
2149       <section>
2150         <title>Radio Calibration</title>
2151         <para>
2152           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
2153           factory to ensure that they transmit and receive on the
2154           specified frequency.  To change a TeleDongle's calibration, 
2155           you must reprogram the unit completely, so this entry simply
2156           shows the current value and doesn't allow any changes.
2157         </para>
2158       </section>
2159     </section>
2160     <section>
2161       <title>Flash Image</title>
2162       <para>
2163         This reprograms Altus Metrum device with new
2164         firmware. TeleMetrum v1.x, TeleDongle, TeleMini and TeleBT are
2165         all reprogrammed by using another similar unit as a
2166         programming dongle (pair programming). TeleMega, TeleMetrum v2
2167         and EasyMini are all programmed directly over their USB ports
2168         (self programming).  Please read the directions for flashing
2169         devices in the Updating Device Firmware chapter below.
2170       </para>
2171       <para>
2172         For “self programming”, connect USB to the device to be
2173         programmed and push the 'Flash Image' button. That will
2174         present a dialog box listing all of the connected
2175         devices. Carefully select the device to be programmed.
2176       </para>
2177       <para>
2178         For “pair programming”, once you have the programmer and
2179         target devices connected, push the 'Flash Image' button. That
2180         will present a dialog box listing all of the connected
2181         devices. Carefully select the programmer device, not the
2182         device to be programmed.
2183       </para>
2184       <para>
2185         Next, select the image to flash to the device. These are named
2186         with the product name and firmware version. The file selector
2187         will start in the directory containing the firmware included
2188         with the AltosUI package. Navigate to the directory containing
2189         the desired firmware if it isn't there.
2190       </para>
2191       <para>
2192         Next, a small dialog containing the device serial number and
2193         RF calibration values should appear. If these values are
2194         incorrect (possibly due to a corrupted image in the device),
2195         enter the correct values here.
2196       </para>
2197       <para>
2198         Finally, a dialog containing a progress bar will follow the
2199         programming process.
2200       </para>
2201       <para>
2202         When programming is complete, the target device will
2203         reboot. Note that if a pair programmed target device is
2204         connected via USB, you will have to unplug it and then plug it
2205         back in for the USB connection to reset so that you can
2206         communicate with the device again.
2207       </para>
2208     </section>
2209     <section>
2210       <title>Fire Igniter</title>
2211       <para>
2212         This activates the igniter circuits in TeleMetrum to help test
2213         recovery systems deployment. Because this command can operate
2214         over the Packet Command Link, you can prepare the rocket as
2215         for flight and then test the recovery system without needing
2216         to snake wires inside the air-frame.
2217       </para>
2218       <para>
2219         Selecting the 'Fire Igniter' button brings up the usual device
2220         selection dialog. Pick the desired TeleDongle or TeleMetrum
2221         device. This brings up another window which shows the current
2222         continuity test status for both apogee and main charges.
2223       </para>
2224       <para>
2225         Next, select the desired igniter to fire. This will enable the
2226         'Arm' button.
2227       </para>
2228       <para>
2229         Select the 'Arm' button. This enables the 'Fire' button. The
2230         word 'Arm' is replaced by a countdown timer indicating that
2231         you have 10 seconds to press the 'Fire' button or the system
2232         will deactivate, at which point you start over again at
2233         selecting the desired igniter.
2234       </para>
2235     </section>
2236     <section>
2237       <title>Scan Channels</title>
2238       <para>
2239         This listens for telemetry packets on all of the configured
2240         frequencies, displaying information about each device it
2241         receives a packet from. You can select which of the three
2242         telemetry formats should be tried; by default, it only listens
2243         for the standard telemetry packets used in v1.0 and later
2244         firmware.
2245       </para>
2246     </section>
2247     <section>
2248       <title>Load Maps</title>
2249       <para>
2250         Before heading out to a new launch site, you can use this to
2251         load satellite images in case you don't have internet
2252         connectivity at the site. This loads a fairly large area
2253         around the launch site, which should cover any flight you're likely to make.
2254       </para>
2255       <para>
2256         There's a drop-down menu of launch sites we know about; if
2257         your favorites aren't there, please let us know the lat/lon
2258         and name of the site. The contents of this list are actually
2259         downloaded at run-time, so as new sites are sent in, they'll
2260         get automatically added to this list.
2261       </para>
2262       <para>
2263         If the launch site isn't in the list, you can manually enter the lat/lon values
2264       </para>
2265       <para>
2266         Clicking the 'Load Map' button will fetch images from Google
2267         Maps; note that Google limits how many images you can fetch at
2268         once, so if you load more than one launch site, you may get
2269         some gray areas in the map which indicate that Google is tired
2270         of sending data to you. Try again later.
2271       </para>
2272     </section>
2273     <section>
2274       <title>Monitor Idle</title>
2275       <para>
2276         This brings up a dialog similar to the Monitor Flight UI,
2277         except it works with the altimeter in “idle” mode by sending
2278         query commands to discover the current state rather than
2279         listening for telemetry packets. Because this uses command
2280         mode, it needs to have the TeleDongle and flight computer
2281         callsigns match exactly. If you can receive telemetry, but
2282         cannot manage to run Monitor Idle, then it's very likely that
2283         your callsigns are different in some way.
2284       </para>
2285     </section>
2286   </chapter>
2287   <chapter>
2288     <title>AltosDroid</title>
2289     <para>
2290       AltosDroid provides the same flight monitoring capabilities as
2291       AltosUI, but runs on Android devices and is designed to connect
2292       to a TeleBT receiver over Bluetooth™. Altos Droid monitors
2293       telemetry data, logging it to internal storage in the Android
2294       device, and presents that data in a UI the same way the 'Monitor
2295       Flight' window does in AltosUI.
2296     </para>
2297     <para>
2298       This manual will explain how to configure AltosDroid, connect
2299       to TeleBT, operate the flight monitoring interface and describe
2300       what the displayed data means.
2301     </para>
2302     <section>
2303       <title>Installing AltosDroid</title>
2304       <para>
2305         AltosDroid is included in the Google Play store. To install
2306         it on your Android device, open open the Google Play Store
2307         application and search for “altosdroid”. Make sure you don't
2308         have a space between “altos” and “droid” or you probably won't
2309         find what you want. That should bring you to the right page
2310         from which you can download and install the application.
2311       </para>
2312     </section>
2313     <section>
2314       <title>Connecting to TeleBT</title>
2315       <para>
2316         Press the Android 'Menu' button or soft-key to see the
2317         configuration options available. Select the 'Connect a device'
2318         option and then the 'Scan for devices' entry at the bottom to
2319         look for your TeleBT device. Select your device, and when it
2320         asks for the code, enter '1234'.
2321       </para>
2322       <para>
2323         Subsequent connections will not require you to enter that
2324         code, and your 'paired' device will appear in the list without
2325         scanning.
2326       </para>
2327     </section>
2328     <section>
2329       <title>Configuring AltosDroid</title>
2330       <para>
2331         The only configuration option available for AltosDroid is
2332         which frequency to listen on. Press the Android 'Menu' button
2333         or soft-key and pick the 'Select radio frequency' entry. That
2334         brings up a menu of pre-set radio frequencies; pick the one
2335         which matches your altimeter.
2336       </para>
2337     </section>
2338     <section>
2339       <title>Altos Droid Flight Monitoring</title>
2340       <para>
2341         Altos Droid is designed to mimic the AltosUI flight monitoring
2342         display, providing separate tabs for each stage of your rocket
2343         flight along with a tab containing a map of the local area
2344         with icons marking the current location of the altimeter and
2345         the Android device.
2346       </para>
2347       <section>
2348         <title>Pad</title>
2349         <para>
2350           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
2351           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
2352           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
2353           whether the rocket is ready to launch:
2354           <variablelist>
2355             <varlistentry>
2356               <term>Battery Voltage</term>
2357               <listitem>
2358                 <para>
2359                   This indicates whether the Li-Po battery
2360                   powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
2361                   the duration of the flight. A value of more than
2362                   3.8V is required for a 'GO' status.
2363                 </para>
2364               </listitem>
2365             </varlistentry>
2366             <varlistentry>
2367               <term>Apogee Igniter Voltage</term>
2368               <listitem>
2369                 <para>
2370                   This indicates whether the apogee
2371                   igniter has continuity. If the igniter has a low
2372                   resistance, then the voltage measured here will be close
2373                   to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
2374                   required for a 'GO' status.
2375                 </para>
2376               </listitem>
2377             </varlistentry>
2378             <varlistentry>
2379               <term>Main Igniter Voltage</term>
2380               <listitem>
2381                 <para>
2382                   This indicates whether the main
2383                   igniter has continuity. If the igniter has a low
2384                   resistance, then the voltage measured here will be close
2385                   to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
2386                   required for a 'GO' status.
2387                 </para>
2388               </listitem>
2389             </varlistentry>
2390             <varlistentry>
2391               <term>On-board Data Logging</term>
2392               <listitem>
2393                 <para>
2394                   This indicates whether there is
2395                   space remaining on-board to store flight data for the
2396                   upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
2397                   to erase flights, there may not be any space
2398                   left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
2399                   on the configured maximum flight log size. TeleMini
2400                   stores only a single flight, so it will need to be
2401                   downloaded and erased after each flight to capture
2402                   data. This only affects on-board flight logging; the
2403                   altimeter will still transmit telemetry and fire
2404                   ejection charges at the proper times.
2405                 </para>
2406               </listitem>
2407             </varlistentry>
2408             <varlistentry>
2409               <term>GPS Locked</term>
2410               <listitem>
2411                 <para>
2412                   For a TeleMetrum or TeleMega device, this indicates whether the GPS receiver is
2413                   currently able to compute position information. GPS requires
2414                   at least 4 satellites to compute an accurate position.
2415                 </para>
2416               </listitem>
2417             </varlistentry>
2418             <varlistentry>
2419               <term>GPS Ready</term>
2420               <listitem>
2421                 <para>
2422                   For a TeleMetrum or TeleMega device, this indicates whether GPS has reported at least
2423                   10 consecutive positions without losing lock. This ensures
2424                   that the GPS receiver has reliable reception from the
2425                   satellites.
2426                 </para>
2427               </listitem>
2428             </varlistentry>
2429           </variablelist>
2430         </para>
2431         <para>
2432           The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
2433           and altitude, averaging many reported positions to improve the
2434           accuracy of the fix.
2435         </para>
2436       </section>
2437     </section>
2438     <section>
2439       <title>Downloading Flight Logs</title>
2440       <para>
2441         Altos Droid always saves every bit of telemetry data it
2442         receives. To download that to a computer for use with AltosUI,
2443         simply remove the SD card from your Android device, or connect
2444         your device to your computer's USB port and browse the files
2445         on that device. You will find '.telem' files in the TeleMetrum
2446         directory that will work with AltosUI directly.
2447       </para>
2448     </section>
2449   </chapter>
2450   <chapter>
2451     <title>Using Altus Metrum Products</title>
2452     <section>
2453       <title>Being Legal</title>
2454       <para>
2455         First off, in the US, you need an <ulink url="http://www.altusmetrum.org/Radio/">amateur radio license</ulink> or
2456         other authorization to legally operate the radio transmitters that are part
2457         of our products.
2458       </para>
2459       </section>
2460       <section>
2461         <title>In the Rocket</title>
2462         <para>
2463           In the rocket itself, you just need a <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMetrum/">TeleMetrum</ulink> or
2464           <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMini/">TeleMini</ulink> board and
2465           a single-cell, 3.7 volt nominal Li-Po rechargeable battery.  An 
2466           850mAh battery weighs less than a 9V alkaline battery, and will 
2467           run a TeleMetrum for hours.
2468           A 110mAh battery weighs less than a triple A battery and will run a TeleMetrum for
2469           a few hours, or a TeleMini for much (much) longer.
2470         </para>
2471         <para>
2472           By default, we ship the altimeters with a simple wire antenna.  If your
2473           electronics bay or the air-frame it resides within is made of carbon fiber,
2474           which is opaque to RF signals, you may choose to have an SMA connector
2475           installed so that you can run a coaxial cable to an antenna mounted
2476           elsewhere in the rocket.
2477         </para>
2478       </section>
2479       <section>
2480         <title>On the Ground</title>
2481         <para>
2482           To receive the data stream from the rocket, you need an antenna and short
2483           feed-line connected to one of our <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleDongle/">TeleDongle</ulink> units.  If possible, use an SMA to BNC 
2484         adapter instead of feedline between the antenna feedpoint and 
2485         TeleDongle, as this will give you the best performance.  The
2486           TeleDongle in turn plugs directly into the USB port on a notebook
2487           computer.  Because TeleDongle looks like a simple serial port, your computer
2488           does not require special device drivers... just plug it in.
2489         </para>
2490         <para>
2491           The GUI tool, AltosUI, is written in Java and runs across
2492           Linux, Mac OS and Windows. There's also a suite of C tools
2493           for Linux which can perform most of the same tasks.
2494         </para>
2495         <para>
2496           After the flight, you can use the radio link to extract the more detailed data
2497           logged in either TeleMetrum or TeleMini devices, or you can use a mini USB cable to plug into the
2498           TeleMetrum board directly.  Pulling out the data without having to open up
2499           the rocket is pretty cool!  A USB cable is also how you charge the Li-Po
2500           battery, so you'll want one of those anyway... the same cable used by lots
2501           of digital cameras and other modern electronic stuff will work fine.
2502         </para>
2503         <para>
2504           If your TeleMetrum-equipped rocket lands out of sight, you may enjoy having a hand-held GPS
2505           receiver, so that you can put in a way-point for the last reported rocket
2506           position before touch-down.  This makes looking for your rocket a lot like
2507           Geo-Caching... just go to the way-point and look around starting from there.
2508         </para>
2509         <para>
2510           You may also enjoy having a ham radio “HT” that covers the 70cm band... you
2511           can use that with your antenna to direction-find the rocket on the ground
2512           the same way you can use a Walston or Beeline tracker.  This can be handy
2513           if the rocket is hiding in sage brush or a tree, or if the last GPS position
2514           doesn't get you close enough because the rocket dropped into a canyon, or
2515           the wind is blowing it across a dry lake bed, or something like that...  Keith
2516           currently uses a Yaesu VX-7R, Bdale has a Baofung UV-5R
2517           which isn't as nice, but was a whole lot cheaper.
2518         </para>
2519         <para>
2520           So, to recap, on the ground the hardware you'll need includes:
2521           <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2522             <listitem>
2523               <para>
2524               an antenna and feed-line or adapter
2525               </para>
2526             </listitem>
2527             <listitem>
2528               <para>
2529               a TeleDongle
2530               </para>
2531             </listitem>
2532             <listitem>
2533               <para>
2534               a notebook computer
2535               </para>
2536             </listitem>
2537             <listitem>
2538               <para>
2539               optionally, a hand-held GPS receiver
2540               </para>
2541             </listitem>
2542             <listitem>
2543               <para>
2544               optionally, an HT or receiver covering 435 MHz
2545               </para>
2546             </listitem>
2547           </orderedlist>
2548         </para>
2549         <para>
2550           The best hand-held commercial directional antennas we've found for radio
2551           direction finding rockets are from
2552           <ulink url="http://www.arrowantennas.com/" >
2553             Arrow Antennas.
2554           </ulink>
2555           The 440-3 and 440-5 are both good choices for finding a
2556           TeleMetrum- or TeleMini- equipped rocket when used with a suitable 
2557           70cm HT.  TeleDongle and an SMA to BNC adapter fit perfectly
2558           between the driven element and reflector of Arrow antennas.
2559         </para>
2560       </section>
2561       <section>
2562         <title>Data Analysis</title>
2563         <para>
2564           Our software makes it easy to log the data from each flight, both the
2565           telemetry received during the flight itself, and the more
2566           complete data log recorded in the flash memory on the altimeter
2567           board.  Once this data is on your computer, our post-flight tools make it
2568           easy to quickly get to the numbers everyone wants, like apogee altitude,
2569           max acceleration, and max velocity.  You can also generate and view a
2570           standard set of plots showing the altitude, acceleration, and
2571           velocity of the rocket during flight.  And you can even export a TeleMetrum data file
2572           usable with Google Maps and Google Earth for visualizing the flight path
2573           in two or three dimensions!
2574         </para>
2575         <para>
2576           Our ultimate goal is to emit a set of files for each flight that can be
2577           published as a web page per flight, or just viewed on your local disk with
2578           a web browser.
2579         </para>
2580       </section>
2581       <section>
2582         <title>Future Plans</title>
2583         <para>
2584           In the future, we intend to offer “companion boards” for the rocket 
2585           that will plug in to TeleMetrum to collect additional data, provide 
2586           more pyro channels, and so forth.  
2587         </para>
2588         <para>
2589           Also under design is a new flight computer with more sensors, more
2590           pyro channels, and a more powerful radio system designed for use
2591           in multi-stage, complex, and extreme altitude projects.
2592         </para>
2593         <para>
2594           We are also working on alternatives to TeleDongle.  One is a
2595           a stand-alone, hand-held ground terminal that will allow monitoring 
2596           the rocket's status, collecting data during flight, and logging data 
2597           after flight without the need for a notebook computer on the
2598           flight line.  Particularly since it is so difficult to read most 
2599           notebook screens in direct sunlight, we think this will be a great 
2600           thing to have.  We are also working on a TeleDongle variant with
2601           Bluetooth that will work with Android phones and tablets.
2602         </para>
2603         <para>
2604           Because all of our work is open, both the hardware designs and the 
2605           software, if you have some great idea for an addition to the current 
2606           Altus Metrum family, feel free to dive in and help!  Or let us know 
2607           what you'd like to see that we aren't already working on, and maybe 
2608           we'll get excited about it too...
2609         </para>
2610         <para>
2611           Watch our 
2612           <ulink url="http://altusmetrum.org/">web site</ulink> for more news 
2613           and information as our family of products evolves!
2614         </para>
2615     </section>
2616   </chapter>
2617   <chapter>
2618     <title>Altimeter Installation Recommendations</title>
2619     <para>
2620       Building high-power rockets that fly safely is hard enough. Mix
2621       in some sophisticated electronics and a bunch of radio energy
2622       and oftentimes you find few perfect solutions. This chapter
2623       contains some suggestions about how to install Altus Metrum
2624       products into the rocket air-frame, including how to safely and
2625       reliably mix a variety of electronics into the same air-frame.
2626     </para>
2627     <section>
2628       <title>Mounting the Altimeter</title>
2629       <para>
2630         The first consideration is to ensure that the altimeter is
2631         securely fastened to the air-frame. For TeleMetrum, we use
2632         nylon standoffs and nylon screws; they're good to at least 50G
2633         and cannot cause any electrical issues on the board. For
2634         TeleMini, we usually cut small pieces of 1/16 inch balsa to fit
2635         under the screw holes, and then take 2x56 nylon screws and
2636         screw them through the TeleMini mounting holes, through the
2637         balsa and into the underlying material.
2638       </para>
2639       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2640         <listitem>
2641           <para>
2642             Make sure TeleMetrum is aligned precisely along the axis of
2643             acceleration so that the accelerometer can accurately
2644             capture data during the flight.
2645           </para>
2646         </listitem>
2647         <listitem>
2648           <para>
2649             Watch for any metal touching components on the
2650             board. Shorting out connections on the bottom of the board
2651             can cause the altimeter to fail during flight.
2652           </para>
2653         </listitem>
2654       </orderedlist>
2655     </section>
2656     <section>
2657       <title>Dealing with the Antenna</title>
2658       <para>
2659         The antenna supplied is just a piece of solid, insulated,
2660         wire. If it gets damaged or broken, it can be easily
2661         replaced. It should be kept straight and not cut; bending or
2662         cutting it will change the resonant frequency and/or
2663         impedance, making it a less efficient radiator and thus
2664         reducing the range of the telemetry signal.
2665       </para>
2666       <para>
2667         Keeping metal away from the antenna will provide better range
2668         and a more even radiation pattern. In most rockets, it's not
2669         entirely possible to isolate the antenna from metal
2670         components; there are often bolts, all-thread and wires from other
2671         electronics to contend with. Just be aware that the more stuff
2672         like this around the antenna, the lower the range.
2673       </para>
2674       <para>
2675         Make sure the antenna is not inside a tube made or covered
2676         with conducting material. Carbon fiber is the most common
2677         culprit here -- CF is a good conductor and will effectively
2678         shield the antenna, dramatically reducing signal strength and
2679         range. Metallic flake paint is another effective shielding
2680         material which is to be avoided around any antennas.
2681       </para>
2682       <para>
2683         If the ebay is large enough, it can be convenient to simply
2684         mount the altimeter at one end and stretch the antenna out
2685         inside. Taping the antenna to the sled can keep it straight
2686         under acceleration. If there are metal rods, keep the
2687         antenna as far away as possible.
2688       </para>
2689       <para>
2690         For a shorter ebay, it's quite practical to have the antenna
2691         run through a bulkhead and into an adjacent bay. Drill a small
2692         hole in the bulkhead, pass the antenna wire through it and
2693         then seal it up with glue or clay. We've also used acrylic
2694         tubing to create a cavity for the antenna wire. This works a
2695         bit better in that the antenna is known to stay straight and
2696         not get folded by recovery components in the bay. Angle the
2697         tubing towards the side wall of the rocket and it ends up
2698         consuming very little space.
2699       </para>
2700       <para>
2701         If you need to place the antenna at a distance from the
2702         altimeter, you can replace the antenna with an edge-mounted
2703         SMA connector, and then run 50Ω coax from the board to the
2704         antenna. Building a remote antenna is beyond the scope of this
2705         manual.
2706       </para>
2707     </section>
2708     <section>
2709       <title>Preserving GPS Reception</title>
2710       <para>
2711         The GPS antenna and receiver in TeleMetrum are highly
2712         sensitive and normally have no trouble tracking enough
2713         satellites to provide accurate position information for
2714         recovering the rocket. However, there are many ways to
2715         attenuate the GPS signal.
2716       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2717         <listitem>
2718           <para>
2719             Conductive tubing or coatings. Carbon fiber and metal
2720             tubing, or metallic paint will all dramatically attenuate the
2721             GPS signal. We've never heard of anyone successfully
2722             receiving GPS from inside these materials.
2723           </para>
2724         </listitem>
2725         <listitem>
2726           <para>
2727             Metal components near the GPS patch antenna. These will
2728             de-tune the patch antenna, changing the resonant frequency
2729             away from the L1 carrier and reduce the effectiveness of the
2730             antenna. You can place as much stuff as you like beneath the
2731             antenna as that's covered with a ground plane. But, keep
2732             wires and metal out from above the patch antenna.
2733           </para>
2734         </listitem>
2735       </orderedlist>
2736       </para>
2737     </section>
2738     <section>
2739       <title>Radio Frequency Interference</title>
2740       <para>
2741         Any altimeter will generate RFI; the digital circuits use
2742         high-frequency clocks that spray radio interference across a
2743         wide band. Altus Metrum altimeters generate intentional radio
2744         signals as well, increasing the amount of RF energy around the board.
2745       </para>
2746       <para>
2747         Rocketry altimeters also use precise sensors measuring air
2748         pressure and acceleration. Tiny changes in voltage can cause
2749         these sensor readings to vary by a huge amount. When the
2750         sensors start mis-reporting data, the altimeter can either
2751         fire the igniters at the wrong time, or not fire them at all.
2752       </para>
2753       <para>
2754         Voltages are induced when radio frequency energy is
2755         transmitted from one circuit to another. Here are things that
2756         influence the induced voltage and current:
2757       </para>
2758       <itemizedlist>
2759         <listitem>
2760           <para>
2761             Keep wires from different circuits apart. Moving circuits
2762             further apart will reduce RFI.
2763           </para>
2764         </listitem>
2765         <listitem>
2766           <para>
2767           Avoid parallel wires from different circuits. The longer two
2768           wires run parallel to one another, the larger the amount of
2769           transferred energy. Cross wires at right angles to reduce
2770           RFI.
2771           </para>
2772         </listitem>
2773         <listitem>
2774           <para>
2775           Twist wires from the same circuits. Two wires the same
2776           distance from the transmitter will get the same amount of
2777           induced energy which will then cancel out. Any time you have
2778           a wire pair running together, twist the pair together to
2779           even out distances and reduce RFI. For altimeters, this
2780           includes battery leads, switch hookups and igniter
2781           circuits.
2782           </para>
2783         </listitem>
2784         <listitem>
2785           <para>
2786           Avoid resonant lengths. Know what frequencies are present
2787           in the environment and avoid having wire lengths near a
2788           natural resonant length. Altusmetrum products transmit on the
2789           70cm amateur band, so you should avoid lengths that are a
2790           simple ratio of that length; essentially any multiple of ¼
2791           of the wavelength (17.5cm).
2792           </para>
2793         </listitem>
2794       </itemizedlist>
2795     </section>
2796     <section>
2797       <title>The Barometric Sensor</title>
2798       <para>
2799         Altusmetrum altimeters measure altitude with a barometric
2800         sensor, essentially measuring the amount of air above the
2801         rocket to figure out how high it is. A large number of
2802         measurements are taken as the altimeter initializes itself to
2803         figure out the pad altitude. Subsequent measurements are then
2804         used to compute the height above the pad.
2805       </para>
2806       <para>
2807         To accurately measure atmospheric pressure, the ebay
2808         containing the altimeter must be vented outside the
2809         air-frame. The vent must be placed in a region of linear
2810         airflow, have smooth edges, and away from areas of increasing or 
2811         decreasing pressure.
2812       </para>
2813       <para>
2814         The barometric sensor in the altimeter is quite sensitive to
2815         chemical damage from the products of APCP or BP combustion, so
2816         make sure the ebay is carefully sealed from any compartment
2817         which contains ejection charges or motors.
2818       </para>
2819     </section>
2820     <section>
2821       <title>Ground Testing</title>
2822       <para>
2823         The most important aspect of any installation is careful
2824         ground testing. Bringing an air-frame up to the LCO table which
2825         hasn't been ground tested can lead to delays or ejection
2826         charges firing on the pad, or, even worse, a recovery system
2827         failure.
2828       </para>
2829       <para>
2830         Do a 'full systems' test that includes wiring up all igniters
2831         without any BP and turning on all of the electronics in flight
2832         mode. This will catch any mistakes in wiring and any residual
2833         RFI issues that might accidentally fire igniters at the wrong
2834         time. Let the air-frame sit for several minutes, checking for
2835         adequate telemetry signal strength and GPS lock.  If any igniters
2836         fire unexpectedly, find and resolve the issue before loading any
2837         BP charges!
2838       </para>
2839       <para>
2840         Ground test the ejection charges. Prepare the rocket for
2841         flight, loading ejection charges and igniters. Completely
2842         assemble the air-frame and then use the 'Fire Igniters'
2843         interface through a TeleDongle to command each charge to
2844         fire. Make sure the charge is sufficient to robustly separate
2845         the air-frame and deploy the recovery system.
2846       </para>
2847     </section>
2848   </chapter>
2849   <chapter>
2850     <title>Updating Device Firmware</title>
2851     <para>
2852       TeleMega, TeleMetrum v2 and EasyMini are all programmed directly
2853       over their USB connectors (self programming). TeleMetrum v1, TeleMini and
2854       TeleDongle are all programmed by using another device as a
2855       programmer (pair programming). It's important to recognize which
2856       kind of devices you have before trying to reprogram them.
2857     </para>
2858     <para>
2859       You may wish to begin by ensuring you have current firmware images.
2860       These are distributed as part of the AltOS software bundle that
2861       also includes the AltosUI ground station program.  Newer ground
2862       station versions typically work fine with older firmware versions,
2863       so you don't need to update your devices just to try out new
2864       software features.  You can always download the most recent
2865       version from <ulink url="http://www.altusmetrum.org/AltOS/"/>.
2866     </para>
2867     <para>
2868       We recommend updating the altimeter first, before updating TeleDongle.
2869     </para>
2870     <para>
2871       Self-programmable devices (TeleMega, TeleMetrum v2 and EasyMini)
2872       are reprogrammed by connecting them to your computer over USB
2873     </para>
2874     <section>
2875       <title>
2876         Updating TeleMega, TeleMetrum v2 or EasyMini Firmware
2877       </title>
2878       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2879         <listitem>
2880           <para>
2881             Attach a battery and power switch to the target
2882             device. Power up the device.
2883           </para>
2884         </listitem>
2885         <listitem>
2886           <para>
2887             Using a Micro USB cable, connect the target device to your
2888             computer's USB socket.
2889           </para>
2890         </listitem>
2891         <listitem>
2892           <para>
2893             Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2894           </para>
2895         </listitem>
2896         <listitem>
2897           <para>
2898             Select the target device in the Device Selection dialog.
2899           </para>
2900         </listitem>
2901         <listitem>
2902           <para>
2903             Select the image you want to flash to the device, which
2904             should have a name in the form
2905             &lt;product&gt;-v&lt;product-version&gt;-&lt;software-version&gt;.ihx, such
2906             as TeleMega-v1.0-1.3.0.ihx.
2907           </para>
2908         </listitem>
2909         <listitem>
2910           <para>
2911             Make sure the configuration parameters are reasonable
2912             looking. If the serial number and/or RF configuration
2913             values aren't right, you'll need to change them.
2914           </para>
2915         </listitem>
2916         <listitem>
2917           <para>
2918             Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2919             the device with new firmware, showing a progress bar.
2920           </para>
2921         </listitem>
2922         <listitem>
2923           <para>
2924             Verify that the device is working by using the 'Configure
2925             Altimeter' item to check over the configuration.
2926           </para>
2927         </listitem>
2928       </orderedlist>
2929       <section>
2930         <title>Recovering From Self-Flashing Failure</title>
2931         <para>
2932           If the firmware loading fails, it can leave the device
2933           unable to boot. Not to worry, you can force the device to
2934           start the boot loader instead, which will let you try to
2935           flash the device again.
2936         </para>
2937         <para>
2938           On each device, connecting two pins from one of the exposed
2939           connectors will force the boot loader to start, even if the
2940           regular operating system has been corrupted in some way.
2941         </para>
2942         <variablelist>
2943           <varlistentry>
2944             <term>TeleMega</term>
2945             <listitem>
2946               <para>
2947                 Connect pin 6 and pin 1 of the companion connector. Pin 1
2948                 can be identified by the square pad around it, and then
2949                 the pins could sequentially across the board. Be very
2950                 careful to <emphasis>not</emphasis> short pin 8 to
2951                 anything as that is connected directly to the battery. Pin
2952                 7 carries 3.3V and the board will crash if that is
2953                 connected to pin 1, but shouldn't damage the board.
2954               </para>
2955             </listitem>
2956           </varlistentry>
2957           <varlistentry>
2958             <term>TeleMetrum v2</term>
2959             <listitem>
2960               <para>
2961                 Connect pin 6 and pin 1 of the companion connector. Pin 1
2962                 can be identified by the square pad around it, and then
2963                 the pins could sequentially across the board. Be very
2964                 careful to <emphasis>not</emphasis> short pin 8 to
2965                 anything as that is connected directly to the battery. Pin
2966                 7 carries 3.3V and the board will crash if that is
2967                 connected to pin 1, but shouldn't damage the board.
2968               </para>
2969             </listitem>
2970           </varlistentry>
2971           <varlistentry>
2972             <term>EasyMini</term>
2973             <listitem>
2974               <para>
2975                 Connect pin 6 and pin 1 of the debug connector, which is
2976                 the six holes next to the beeper. Pin 1 can be identified
2977                 by the square pad around it, and then the pins could
2978                 sequentially across the board, making Pin 6 the one on the
2979                 other end of the row.
2980               </para>
2981             </listitem>
2982           </varlistentry>
2983         </variablelist>
2984       </section>
2985     </section>
2986     <section>
2987       <title>Pair Programming</title>
2988       <para>
2989         The big concept to understand is that you have to use a
2990         TeleMega, TeleMetrum or TeleDongle as a programmer to update a
2991         pair programmed device. Due to limited memory resources in the
2992         cc1111, we don't support programming directly over USB for these
2993         devices.
2994       </para>
2995     </section>
2996     <section>
2997       <title>Updating TeleMetrum v1.x Firmware</title>
2998       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2999         <listitem>
3000           <para>
3001           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
3002           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
3003           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
3004           </para>
3005         </listitem>
3006         <listitem>
3007           <para>
3008           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
3009           to the circuit board.
3010           </para>
3011         </listitem>
3012         <listitem>
3013           <para>
3014           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
3015           matching connector on the TeleDongle, and the 4-pin end to the
3016           matching connector on the TeleMetrum.
3017           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
3018           goes through a hole in the PC board when you have the cable
3019           oriented correctly.
3020           </para>
3021         </listitem>
3022         <listitem>
3023           <para>
3024           Attach a battery to the TeleMetrum board.
3025           </para>
3026         </listitem>
3027         <listitem>
3028           <para>
3029           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
3030           up the TeleMetrum.
3031           </para>
3032         </listitem>
3033         <listitem>
3034           <para>
3035           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
3036           </para>
3037         </listitem>
3038         <listitem>
3039           <para>
3040           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
3041           programming device.
3042           </para>
3043         </listitem>
3044         <listitem>
3045           <para>
3046           Select the image you want put on the TeleMetrum, which should have a
3047           name in the form telemetrum-v1.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
3048         in the default directory, if not you may have to poke around
3049         your system to find it.
3050           </para>
3051         </listitem>
3052         <listitem>
3053           <para>
3054           Make sure the configuration parameters are reasonable
3055           looking. If the serial number and/or RF configuration
3056           values aren't right, you'll need to change them.
3057           </para>
3058         </listitem>
3059         <listitem>
3060           <para>
3061           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
3062           the TeleMetrum with new firmware, showing a progress bar.
3063           </para>
3064         </listitem>
3065         <listitem>
3066           <para>
3067           Confirm that the TeleMetrum board seems to have updated OK, which you
3068           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
3069           to connect to the board and issue the 'v' command to check
3070           the version, etc.
3071           </para>
3072         </listitem>
3073         <listitem>
3074           <para>
3075           If something goes wrong, give it another try.
3076           </para>
3077         </listitem>
3078       </orderedlist>
3079     </section>
3080     <section>
3081       <title>Updating TeleMini Firmware</title>
3082       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
3083         <listitem>
3084 <para>
3085           You'll need a special 'programming cable' to reprogram the
3086           TeleMini. It's available on the Altus Metrum web store, or
3087           you can make your own using an 8-pin MicroMaTch connector on
3088           one end and a set of four pins on the other.
3089         </para>
3090 </listitem>
3091         <listitem>
3092 <para>
3093           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
3094           to the circuit board.
3095         </para>
3096 </listitem>
3097         <listitem>
3098 <para>
3099           Plug the 8-pin end of the programming cable to the matching
3100           connector on the TeleDongle, and the 4-pins into the holes
3101           in the TeleMini circuit board.  Note that the MicroMaTch
3102           connector has an alignment pin that goes through a hole in
3103           the PC board when you have the cable oriented correctly, and
3104           that pin 1 on the TeleMini board is marked with a square pad
3105           while the other pins have round pads.
3106         </para>
3107 </listitem>
3108         <listitem>
3109 <para>
3110           Attach a battery to the TeleMini board.
3111         </para>
3112 </listitem>
3113         <listitem>
3114 <para>
3115           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
3116           up the TeleMini
3117         </para>
3118 </listitem>
3119         <listitem>
3120 <para>
3121           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
3122         </para>
3123 </listitem>
3124         <listitem>
3125 <para>
3126           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
3127           programming device.
3128         </para>
3129 </listitem>
3130         <listitem>
3131 <para>
3132           Select the image you want put on the TeleMini, which should have a
3133           name in the form telemini-v1.0-1.0.0.ihx.  It should be visible
3134         in the default directory, if not you may have to poke around
3135         your system to find it.
3136         </para>
3137 </listitem>
3138         <listitem>
3139 <para>
3140           Make sure the configuration parameters are reasonable
3141           looking. If the serial number and/or RF configuration
3142           values aren't right, you'll need to change them.
3143         </para>
3144 </listitem>
3145         <listitem>
3146 <para>
3147           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
3148           the TeleMini with new firmware, showing a progress bar.
3149         </para>
3150 </listitem>
3151         <listitem>
3152 <para>
3153           Confirm that the TeleMini board seems to have updated OK, which you
3154           can do by configuring it over the radio link through the TeleDongle, or
3155           letting it come up in “flight” mode and listening for telemetry.
3156         </para>
3157 </listitem>
3158         <listitem>
3159 <para>
3160           If something goes wrong, give it another try.
3161         </para>
3162 </listitem>
3163       </orderedlist>
3164     </section>
3165     <section>
3166       <title>Updating TeleDongle Firmware</title>
3167       <para>
3168         Updating TeleDongle's firmware is just like updating TeleMetrum or TeleMini
3169         firmware, but you use either a TeleMetrum or another TeleDongle as the programmer.
3170         </para>
3171       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
3172         <listitem>
3173 <para>
3174           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
3175           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
3176           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
3177         </para>
3178 </listitem>
3179         <listitem>
3180 <para>
3181           Find the USB cable that you got as part of the starter kit, and
3182           plug the “mini” end in to the mating connector on TeleMetrum or TeleDongle.
3183         </para>
3184 </listitem>
3185         <listitem>
3186 <para>
3187           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
3188           to the circuit board.
3189         </para>
3190 </listitem>
3191         <listitem>
3192 <para>
3193           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
3194           matching connector on the programmer, and the 4-pin end to the
3195           matching connector on the TeleDongle.
3196           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
3197           goes through a hole in the PC board when you have the cable
3198           oriented correctly.
3199         </para>
3200 </listitem>
3201         <listitem>
3202 <para>
3203           Attach a battery to the TeleMetrum board if you're using one.
3204         </para>
3205 </listitem>
3206         <listitem>
3207 <para>
3208           Plug both the programmer and the TeleDongle into your computer's USB
3209           ports, and power up the programmer.
3210         </para>
3211 </listitem>
3212         <listitem>
3213 <para>
3214           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
3215         </para>
3216 </listitem>
3217         <listitem>
3218 <para>
3219           Pick the programmer device from the list, identifying it as the
3220           programming device.
3221         </para>
3222 </listitem>
3223         <listitem>
3224 <para>
3225           Select the image you want put on the TeleDongle, which should have a
3226           name in the form teledongle-v0.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
3227         in the default directory, if not you may have to poke around
3228         your system to find it.
3229         </para>
3230 </listitem>
3231         <listitem>
3232 <para>
3233           Make sure the configuration parameters are reasonable
3234           looking. If the serial number and/or RF configuration
3235           values aren't right, you'll need to change them.  The TeleDongle
3236           serial number is on the “bottom” of the circuit board, and can
3237           usually be read through the translucent blue plastic case without
3238           needing to remove the board from the case.
3239         </para>
3240 </listitem>
3241         <listitem>
3242 <para>
3243           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
3244           the TeleDongle with new firmware, showing a progress bar.
3245         </para>
3246 </listitem>
3247         <listitem>
3248 <para>
3249           Confirm that the TeleDongle board seems to have updated OK, which you
3250           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
3251           to connect to the board and issue the 'v' command to check
3252           the version, etc.  Once you're happy, remove the programming cable
3253           and put the cover back on the TeleDongle.
3254         </para>
3255 </listitem>
3256         <listitem>
3257 <para>
3258           If something goes wrong, give it another try.
3259         </para>
3260 </listitem>
3261       </orderedlist>
3262       <para>
3263         Be careful removing the programming cable from the locking 8-pin
3264         connector on TeleMetrum.  You'll need a fingernail or perhaps a thin
3265         screwdriver or knife blade to gently pry the locking ears out
3266         slightly to extract the connector.  We used a locking connector on
3267         TeleMetrum to help ensure that the cabling to companion boards
3268         used in a rocket don't ever come loose accidentally in flight.
3269       </para>
3270     </section>
3271   </chapter>
3272   <chapter>
3273     <title>Hardware Specifications</title>
3274     <section>
3275       <title>
3276         TeleMega Specifications
3277       </title>
3278       <itemizedlist>
3279         <listitem>
3280           <para>
3281             Recording altimeter for model rocketry.
3282           </para>
3283         </listitem>
3284         <listitem>
3285           <para>
3286             Supports dual deployment and four auxiliary pyro channels
3287             (a total of 6 events).
3288           </para>
3289         </listitem>
3290         <listitem>
3291           <para>
3292             70cm 40mW ham-band transceiver for telemetry down-link.
3293           </para>
3294         </listitem>
3295         <listitem>
3296           <para>
3297             Barometric pressure sensor good to 100k feet MSL.
3298           </para>
3299         </listitem>
3300         <listitem>
3301           <para>
3302             1-axis high-g accelerometer for motor characterization, capable of
3303             +/- 102g.
3304           </para>
3305         </listitem>
3306         <listitem>
3307           <para>
3308             9-axis IMU including integrated 3-axis accelerometer,
3309             3-axis gyroscope and 3-axis magnetometer.