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