debian: Build now depends on 'xmlto' for docs
[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, TeleDongle and TeleBT 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>2013</year>
26       <holder>Bdale Garbee and Keith Packard</holder>
27     </copyright>
28     <legalnotice>
29       <para>
30         This document is released under the terms of the
31         <ulink url="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/">
32           Creative Commons ShareAlike 3.0
33         </ulink>
34         license.
35       </para>
36     </legalnotice>
37     <revhistory>
38       <revision>
39         <revnumber>1.3</revnumber>
40         <date>12 November 2013</date>
41         <revremark>
42           Updated for software version 1.3. Version 1.3 adds support
43           for TeleMega, TeleMetrum v2.0, TeleMini v2.0 and EasyMini
44           and fixes bugs in AltosUI and the AltOS firmware.
45         </revremark>
46       </revision>
47       <revision>
48         <revnumber>1.2.1</revnumber>
49         <date>21 May 2013</date>
50         <revremark>
51           Updated for software version 1.2. Version 1.2 adds support
52           for TeleBT and AltosDroid. It also adds a few minor features
53           and fixes bugs in AltosUI and the AltOS firmware.
54         </revremark>
55       </revision>
56       <revision>
57         <revnumber>1.2</revnumber>
58         <date>18 April 2013</date>
59         <revremark>
60           Updated for software version 1.2. Version 1.2 adds support
61           for MicroPeak and the MicroPeak USB interface.
62         </revremark>
63       </revision>
64       <revision>
65         <revnumber>1.1.1</revnumber>
66         <date>16 September 2012</date>
67         <revremark>
68           Updated for software version 1.1.1 Version 1.1.1 fixes a few
69           bugs found in version 1.1.
70         </revremark>
71       </revision>
72       <revision>
73         <revnumber>1.1</revnumber>
74         <date>13 September 2012</date>
75         <revremark>
76           Updated for software version 1.1. Version 1.1 has new
77           features but is otherwise compatible with version 1.0.
78         </revremark>
79       </revision>
80       <revision>
81         <revnumber>1.0</revnumber>
82         <date>24 August 2011</date>
83         <revremark>
84           Updated for software version 1.0.  Note that 1.0 represents a
85           telemetry format change, meaning both ends of a link 
86           (TeleMetrum/TeleMini and TeleDongle) must be updated or 
87           communications will fail.
88         </revremark>
89       </revision>
90       <revision>
91         <revnumber>0.9</revnumber>
92         <date>18 January 2011</date>
93         <revremark>
94           Updated for software version 0.9.  Note that 0.9 represents a
95           telemetry format change, meaning both ends of a link (TeleMetrum and
96           TeleDongle) must be updated or communications will fail.
97         </revremark>
98       </revision>
99       <revision>
100         <revnumber>0.8</revnumber>
101         <date>24 November 2010</date>
102         <revremark>Updated for software version 0.8 </revremark>
103       </revision>
104     </revhistory>
105   </bookinfo>
106   <dedication>
107     <title>Acknowledgements</title>
108     <para>
109       Thanks to Bob Finch, W9YA, NAR 12965, TRA 12350 for writing "The
110       Mere-Mortals Quick Start/Usage Guide to the Altus Metrum Starter
111       Kit" which formed the basis of the original Getting Started chapter 
112       in this manual.  Bob was one of our first customers for a production
113       TeleMetrum, and his continued enthusiasm and contributions
114       are immensely gratifying and highly appreciated!
115     </para>
116     <para>
117       And thanks to Anthony (AJ) Towns for major contributions including
118       the AltosUI graphing and site map code and associated documentation. 
119       Free software means that our customers and friends can become our
120       collaborators, and we certainly appreciate this level of
121       contribution!
122     </para>
123     <para>
124       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
125       out on the rocket flight line somewhere.
126       <literallayout>
127 Bdale Garbee, KB0G
128 NAR #87103, TRA #12201
129
130 Keith Packard, KD7SQG
131 NAR #88757, TRA #12200
132       </literallayout>
133     </para>
134   </dedication>
135   <chapter>
136     <title>Introduction and Overview</title>
137     <para>
138       Welcome to the Altus Metrum community!  Our circuits and software reflect
139       our passion for both hobby rocketry and Free Software.  We hope their
140       capabilities and performance will delight you in every way, but by
141       releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
142       we also hope to empower you to take as active a role in our collective
143       future as you wish!
144     </para>
145     <para>
146       The first device created for our community was TeleMetrum, a dual
147       deploy altimeter with fully integrated GPS and radio telemetry
148       as standard features, and a "companion interface" that will
149       support optional capabilities in the future. The latest version
150       of TeleMetrum, v2.0, has all of the same features but with
151       improved sensors and radio to offer increased performance.
152     </para>
153     <para>
154       Our second device was TeleMini, a dual deploy altimeter with
155       radio telemetry and radio direction finding. The first version
156       of this device was only 13mm by 38mm (½ inch by 1½ inches) and
157       could fit easily in an 18mm air-frame. The latest version, v2.0,
158       includes a beeper, USB data download and extended on-board
159       flight logging, along with an improved barometric sensor.
160     </para>
161     <para>
162       TeleMega is our most sophisticated device, including six pyro
163       channels (four of which are fully programmable), integrated GPS,
164       integrated gyroscopes for staging/air-start inhibit and high
165       performance telemetry.
166     </para>
167     <para>
168       EasyMini is a dual-deploy altimeter with logging and built-in
169       USB data download.
170     </para>
171     <para>
172       TeleDongle was our first ground station, providing a USB to RF
173       interfaces for communicating with the altimeters. Combined with
174       your choice of antenna and notebook computer, TeleDongle and our
175       associated user interface software form a complete ground
176       station capable of logging and displaying in-flight telemetry,
177       aiding rocket recovery, then processing and archiving flight
178       data for analysis and review.
179     </para>
180     <para>
181       For a slightly more portable ground station experience that also
182       provides direct rocket recovery support, TeleBT offers flight
183       monitoring and data logging using a Bluetooth connection between
184       the receiver and an Android device that has the Altos Droid
185       application installed from the Google Play store.
186     </para>
187     <para>
188       More products will be added to the Altus Metrum family over time, and
189       we currently envision that this will be a single, comprehensive manual
190       for the entire product family.
191     </para>
192   </chapter>
193   <chapter>
194     <title>Getting Started</title>
195     <para>
196       The first thing to do after you check the inventory of parts in your
197       "starter kit" is to charge the battery.
198     </para>
199     <para>
200       For TeleMetrum and TeleMega, the battery can be charged by plugging it into the
201       corresponding socket of the device and then using the USB
202       cable to plug the flight computer into your computer's USB socket. The
203       on-board circuitry will charge the battery whenever it is plugged
204       in, because the on-off switch does NOT control the
205       charging circuitry.
206     </para>
207     <para>
208       On TeleMetrum v1 boards, when the GPS chip is initially
209       searching for satellites, TeleMetrum will consume more current
210       than it can pull from the USB port, so the battery must be
211       attached in order to get satellite lock.  Once GPS is locked,
212       the current consumption goes back down enough to enable charging
213       while running. So it's a good idea to fully charge the battery
214       as your first item of business so there is no issue getting and
215       maintaining satellite lock.  The yellow charge indicator led
216       will go out when the battery is nearly full and the charger goes
217       to trickle charge. It can take several hours to fully recharge a
218       deeply discharged battery.
219     </para>
220     <para>
221       TeleMetrum v2.0 and TeleMega use a higher power battery charger,
222       allowing them to charge the battery while running the board at
223       maximum power. When the battery is charging, or when the board
224       is consuming a lot of power, the red LED will be lit. When the
225       battery is fully charged, the green LED will be lit. When the
226       battery is damaged or missing, both LEDs will be lit, which
227       appears yellow.
228     </para>
229     <para>
230       The Lithium Polymer TeleMini and EasyMini battery can be charged by
231       disconnecting it from the board and plugging it into a
232       standalone battery charger such as the LipoCharger product
233       included in TeleMini Starter Kits, and connecting that via a USB
234       cable to a laptop or other USB power source.
235     </para>
236     <para>
237       You can also choose to use another battery with TeleMini v2.0
238       and EasyMini, anything supplying between 4 and 12 volts should
239       work fine (like a standard 9V battery), but if you are planning
240       to fire pyro charges, ground testing is required to verify that
241       the battery supplies enough current.
242     </para>
243     <para>
244       The other active device in the starter kit is the TeleDongle USB to
245       RF interface.  If you plug it in to your Mac or Linux computer it should
246       "just work", showing up as a serial port device.  Windows systems need
247       driver information that is part of the AltOS download to know that the
248       existing USB modem driver will work.  We therefore recommend installing
249       our software before plugging in TeleDongle if you are using a Windows
250       computer.  If you are using Linux and are having problems, try moving 
251       to a fresher kernel (2.6.33 or newer), as the USB serial driver had 
252       ugly bugs in some earlier versions.
253     </para>
254     <para>
255       Next you should obtain and install the AltOS software.  These
256       include the AltosUI ground station program, current firmware
257       images for all of the hardware, and a number of standalone
258       utilities that are rarely needed.  Pre-built binary packages are
259       available for Linux, Microsoft Windows, and recent MacOSX
260       versions.  Full source code and build instructions are also
261       available.  The latest version may always be downloaded from
262       <ulink url="http://altusmetrum.org/AltOS"/>.
263     </para>
264     <para>
265       If you're using a TeleBT instead of the TeleDongle, you'll want
266       to go install the Altos Droid application from the Google Play
267       store. You don't need a data plan to use Altos Droid, but
268       without network access, the Map view will be less useful as it
269       won't contain any map data. You can also use TeleBT connected
270       over USB with your laptop computer; it acts exactly like a
271       TeleDongle. Anywhere this manual talks about TeleDongle, you can
272       also read that as 'and TeleBT when connected via USB'.
273     </para>
274   </chapter>
275   <chapter>
276     <title>Handling Precautions</title>
277     <para>
278       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
279       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
280       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
281       devices, there are some precautions you must take.
282     </para>
283     <para>
284       The Lithium Polymer rechargeable batteries have an
285       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
286       much less battery mass than if we used alkaline batteries or previous
287       generation rechargeable batteries... but if they are punctured
288       or their leads are allowed to short, they can and will release their
289       energy very rapidly!
290       Thus we recommend that you take some care when handling our batteries
291       and consider giving them some extra protection in your air-frame.  We
292       often wrap them in suitable scraps of closed-cell packing foam before
293       strapping them down, for example.
294     </para>
295     <para>
296       The barometric sensors used on all of our flight computers are 
297       sensitive to sunlight.  In normal mounting situations, the baro sensor
298       and all of the other surface mount components
299       are "down" towards whatever the underlying mounting surface is, so
300       this is not normally a problem.  Please consider this, though, when
301       designing an installation, for example, in an air-frame with a
302       see-through plastic payload bay.  It is particularly important to
303       consider this with TeleMini v1.0, both because the baro sensor is on the
304       "top" of the board, and because many model rockets with payload bays
305       use clear plastic for the payload bay!  Replacing these with an opaque
306       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of masking
307       tape are all reasonable approaches to keep the sensor out of direct
308       sunlight.
309     </para>
310     <para>
311       The barometric sensor sampling port must be able to "breathe",
312       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
313       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
314       suitable static vent to outside air.
315     </para>
316     <para>
317       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
318       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
319       charge gasses.
320     </para>
321   </chapter>
322   <chapter>
323     <title>Hardware Overview</title>
324     <para>
325       TeleMetrum is a 1 inch by 2¾ inch circuit board.  It was designed to
326       fit inside coupler for 29mm air-frame tubing, but using it in a tube that
327       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
328       to succeed!  The presence of an accelerometer means TeleMetrum should
329       be aligned along the flight axis of the airframe, and by default the 1/4
330       wave UHF wire antenna should be on the nose-cone end of the board.  The
331       antenna wire is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
332       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
333       fin can end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
334       bay for TeleMetrum should have at least 10 inches of interior length.
335     </para>
336     <para>
337       TeleMini v1.0 is a ½ inch by 1½ inch circuit board.   It was designed to
338       fit inside an 18mm air-frame tube, but using it in a tube that
339       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
340       to succeed!  Since there is no accelerometer, TeleMini can be mounted
341       in any convenient orientation.  The default ¼
342       wave UHF wire antenna attached to the center of one end of
343       the board is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
344       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
345       other end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
346       bay for TeleMini should have at least 9 inches of interior length.
347     </para>
348     <para>
349       TeleMini v2.0 and EasyMini are both built on a 0.8 inch by 1½
350       inch circuit board. They're designed to fit in a 24mm coupler
351       tube. TeleMini has an antenna, which must be run straight out
352       fro the board. Bending or folding it will dramatically reduce RF
353       performance. For smaller rockets, it's often best to drill a
354       hole in the bulkhead forward of TeleMini and run the antenna
355       wire through that and alongside any recovery components
356       there. Be careful to seal the hole to prevent ejection gasses
357       from passing through the hole and damaging the electronics.
358     </para>
359     <para>
360       TeleMega is a 1¼ inch by 3¼ inch circuit board. It was
361       designed to easily fit in a 38mm coupler. Like TeleMetrum,
362       TeleMega has an accelerometer and so it must be mounted so that
363       the board is aligned with the flight axis. It can be mounted
364       either antenna up or down.
365     </para>
366     <para>
367       A typical installation involves attaching 
368       only a suitable battery, a single pole switch for 
369       power on/off, and two pairs of wires connecting e-matches for the 
370       apogee and main ejection charges.  All Altus Metrum products are 
371       designed for use with single-cell batteries with 3.7 volts
372       nominal. TeleMini v2.0 and EasyMini may also be used with other
373       batteries as long as they supply between 4 and 12 volts.
374     </para>
375     <para>
376       The battery connectors are a standard 2-pin JST connector and
377       match batteries sold by Spark Fun. These batteries are
378       single-cell Lithium Polymer batteries that nominally provide 3.7
379       volts.  Other vendors sell similar batteries for RC aircraft
380       using mating connectors, however the polarity for those is
381       generally reversed from the batteries used by Altus Metrum
382       products. In particular, the Tenergy batteries supplied for use
383       in Featherweight flight computers are not compatible with Altus
384       Metrum flight computers or battery chargers. <emphasis>Check
385       polarity and voltage before connecting any battery not purchased
386       from Altus Metrum or Spark Fun.</emphasis>
387     </para>
388     <para>
389       By default, we use the unregulated output of the battery directly
390       to fire ejection charges.  This works marvelously with standard
391       low-current e-matches like the J-Tek from MJG Technologies, and with
392       Quest Q2G2 igniters.  However, if you want or need to use a separate 
393       pyro battery, check out the "External Pyro Battery" section in this 
394       manual for instructions on how to wire that up. The altimeters are 
395       designed to work with an external pyro battery of no more than 15 volts.
396     </para>
397     <para>
398       Ejection charges are wired directly to the screw terminal block
399       at the aft end of the altimeter.  You'll need a very small straight 
400       blade screwdriver for these screws, such as you might find in a 
401       jeweler's screwdriver set.
402     </para>
403     <para>
404       Except for TeleMini v1.0, the flight computers also use the
405       screw terminal block for the power switch leads. On TeleMini v1.0,
406       the power switch leads are soldered directly to the board and
407       can be connected directly to a switch.
408     </para>
409     <para>
410       For most air-frames, the integrated antennas are more than
411       adequate.   However, if you are installing in a carbon-fiber or
412       metal electronics bay which is opaque to RF signals, you may need to
413       use off-board external antennas instead.  In this case, you can
414       order an altimeter with an SMA connector for the UHF antenna
415       connection, and, on TeleMetrum v1, you can unplug the integrated GPS
416       antenna and select an appropriate off-board GPS antenna with
417       cable terminating in a U.FL connector.
418     </para>
419   </chapter>
420   <chapter>
421     <title>System Operation</title>
422     <section>
423       <title>Firmware Modes </title>
424       <para>
425         The AltOS firmware build for the altimeters has two
426         fundamental modes, "idle" and "flight".  Which of these modes
427         the firmware operates in is determined at start up time. For
428         TeleMetrum, the mode is controlled by the orientation of the
429         rocket (well, actually the board, of course...) at the time
430         power is switched on.  If the rocket is "nose up", then
431         TeleMetrum assumes it's on a rail or rod being prepared for
432         launch, so the firmware chooses flight mode.  However, if the
433         rocket is more or less horizontal, the firmware instead enters
434         idle mode.  Since TeleMini v2.0 and EasyMini don't have an
435         accelerometer we can use to determine orientation, "idle" mode
436         is selected if the board is connected via USB to a computer,
437         otherwise the board enters "flight" mode. TeleMini v1.0
438         selects "idle" mode if it receives a command packet within the
439         first five seconds of operation.
440       </para>
441       <para>
442         At power on, you will hear three beeps or see three flashes
443         ("S" in Morse code for start up) and then a pause while
444         the altimeter completes initialization and self test, and decides 
445         which mode to enter next.
446       </para>
447       <para>
448         In flight or "pad" mode, the altimeter engages the flight
449         state machine, goes into transmit-only mode to
450         send telemetry, and waits for launch to be detected.
451         Flight mode is indicated by an "di-dah-dah-dit" ("P" for pad)
452         on the beeper or lights, followed by beeps or flashes
453         indicating the state of the pyrotechnic igniter continuity.
454         One beep/flash indicates apogee continuity, two beeps/flashes
455         indicate main continuity, three beeps/flashes indicate both
456         apogee and main continuity, and one longer "brap" sound or
457         rapidly alternating lights indicates no continuity.  For a
458         dual deploy flight, make sure you're getting three beeps or
459         flashes before launching!  For apogee-only or motor eject
460         flights, do what makes sense.
461       </para>
462       <para>
463         If idle mode is entered, you will hear an audible "di-dit" or
464         see two short flashes ("I" for idle), and the flight state
465         machine is disengaged, thus no ejection charges will fire.
466         The altimeters also listen for the radio link when in idle
467         mode for requests sent via TeleDongle.  Commands can be issued
468         in idle mode over either USB or the radio link
469         equivalently. TeleMini v1.0 only has the radio link.  Idle
470         mode is useful for configuring the altimeter, for extracting
471         data from the on-board storage chip after flight, and for
472         ground testing pyro charges.
473       </para>
474       <para>
475         One "neat trick" of particular value when TeleMetrum or TeleMega are used with 
476         very large air-frames, is that you can power the board up while the 
477         rocket is horizontal, such that it comes up in idle mode.  Then you can
478         raise the air-frame to launch position, and issue a 'reset' command 
479         via TeleDongle over the radio link to cause the altimeter to reboot and 
480         come up in flight mode.  This is much safer than standing on the top 
481         step of a rickety step-ladder or hanging off the side of a launch 
482         tower with a screw-driver trying to turn on your avionics before 
483         installing igniters!
484       </para>
485       <para>
486         TeleMini v1.0 is configured solely via the radio link. Of course, that
487         means you need to know the TeleMini radio configuration values
488         or you won't be able to communicate with it. For situations
489         when you don't have the radio configuration values, TeleMini v1.0
490         offers an 'emergency recovery' mode. In this mode, TeleMini is
491         configured as follows:
492         <itemizedlist>
493           <listitem>
494             <para>
495             Sets the radio frequency to 434.550MHz
496             </para>
497           </listitem>
498           <listitem>
499             <para>
500             Sets the radio calibration back to the factory value.
501             </para>
502           </listitem>
503           <listitem>
504             <para>
505             Sets the callsign to N0CALL
506             </para>
507           </listitem>
508           <listitem>
509             <para>
510             Does not go to 'pad' mode after five seconds.
511             </para>
512           </listitem>
513         </itemizedlist>
514       </para>
515       <para>
516         To get into 'emergency recovery' mode, first find the row of
517         four small holes opposite the switch wiring. Using a short
518         piece of small gauge wire, connect the outer two holes
519         together, then power TeleMini up. Once the red LED is lit,
520         disconnect the wire and the board should signal that it's in
521         'idle' mode after the initial five second startup period.
522       </para>
523     </section>
524     <section>
525       <title>GPS </title>
526       <para>
527         TeleMetrum and TeleMega include a complete GPS receiver.  A
528         complete explanation of how GPS works is beyond the scope of
529         this manual, but the bottom line is that the GPS receiver
530         needs to lock onto at least four satellites to obtain a solid
531         3 dimensional position fix and know what time it is.
532       </para>
533       <para>
534         The flight computers provide backup power to the GPS chip any time a 
535         battery is connected.  This allows the receiver to "warm start" on
536         the launch rail much faster than if every power-on were a GPS 
537         "cold start".  In typical operations, powering up
538         on the flight line in idle mode while performing final air-frame
539         preparation will be sufficient to allow the GPS receiver to cold
540         start and acquire lock.  Then the board can be powered down during
541         RSO review and installation on a launch rod or rail.  When the board
542         is turned back on, the GPS system should lock very quickly, typically
543         long before igniter installation and return to the flight line are
544         complete.
545       </para>
546     </section>
547     <section>
548       <title>Controlling An Altimeter Over The Radio Link</title>
549       <para>
550         One of the unique features of the Altus Metrum system is the
551         ability to create a two way command link between TeleDongle
552         and an altimeter using the digital radio transceivers
553         built into each device. This allows you to interact with the
554         altimeter from afar, as if it were directly connected to the
555         computer.
556       </para>
557       <para>
558         Any operation which can be performed with a flight computer can
559         either be done with the device directly connected to the
560         computer via the USB cable, or through the radio
561         link. TeleMini v1.0 doesn't provide a USB connector and so it is
562         always communicated with over radio.  Select the appropriate 
563         TeleDongle device when the list of devices is presented and 
564         AltosUI will interact with an altimeter over the radio link.
565       </para>
566       <para>
567         One oddity in the current interface is how AltosUI selects the
568         frequency for radio communications. Instead of providing
569         an interface to specifically configure the frequency, it uses
570         whatever frequency was most recently selected for the target
571         TeleDongle device in Monitor Flight mode. If you haven't ever
572         used that mode with the TeleDongle in question, select the
573         Monitor Flight button from the top level UI, and pick the
574         appropriate TeleDongle device.  Once the flight monitoring
575         window is open, select the desired frequency and then close it
576         down again. All radio communications will now use that frequency.
577       </para>
578       <itemizedlist>
579         <listitem>
580           <para>
581             Save Flight Data—Recover flight data from the rocket without
582             opening it up.
583           </para>
584         </listitem>
585         <listitem>
586           <para>
587             Configure altimeter apogee delays, main deploy heights
588             and additional pyro event conditions
589             to respond to changing launch conditions. You can also
590             'reboot' the altimeter. Use this to remotely enable the
591             flight computer by turning TeleMetrum or TeleMega on in "idle" mode,
592             then once the air-frame is oriented for launch, you can
593             reboot the altimeter and have it restart in pad mode
594             without having to climb the scary ladder.
595           </para>
596         </listitem>
597         <listitem>
598           <para>
599             Fire Igniters—Test your deployment charges without snaking
600             wires out through holes in the air-frame. Simply assemble the
601             rocket as if for flight with the apogee and main charges
602             loaded, then remotely command the altimeter to fire the
603             igniters.
604           </para>
605         </listitem>
606       </itemizedlist>
607       <para>
608         Operation over the radio link for configuring an altimeter, ground
609         testing igniters, and so forth uses the same RF frequencies as flight
610         telemetry.  To configure the desired TeleDongle frequency, select
611         the monitor flight tab, then use the frequency selector and 
612         close the window before performing other desired radio operations.
613       </para>
614       <para>
615         The flight computers only enable radio commanding in 'idle' mode.
616         TeleMetrum and TeleMega use the accelerometer to detect which orientation they
617         start up in, so make sure you have the flight computer lying horizontally when you turn
618         it on. Otherwise, it will start in 'pad' mode ready for
619         flight, and will not be listening for command packets from TeleDongle.
620       </para>
621       <para>
622         TeleMini listens for a command packet for five seconds after
623         first being turned on, if it doesn't hear anything, it enters
624         'pad' mode, ready for flight and will no longer listen for
625         command packets. The easiest way to connect to TeleMini is to
626         initiate the command and select the TeleDongle device. At this
627         point, the TeleDongle will be attempting to communicate with
628         the TeleMini. Now turn TeleMini on, and it should immediately
629         start communicating with the TeleDongle and the desired
630         operation can be performed.
631       </para>
632       <para>
633         You can monitor the operation of the radio link by watching the 
634         lights on the devices. The red LED will flash each time a packet
635         is transmitted, while the green LED will light up on TeleDongle when 
636         it is waiting to receive a packet from the altimeter.
637       </para>
638     </section>
639     <section>
640       <title>Ground Testing </title>
641       <para>
642         An important aspect of preparing a rocket using electronic deployment
643         for flight is ground testing the recovery system.  Thanks
644         to the bi-directional radio link central to the Altus Metrum system,
645         this can be accomplished in a TeleMega, TeleMetrum or TeleMini equipped rocket 
646         with less work than you may be accustomed to with other systems.  It 
647         can even be fun!
648       </para>
649       <para>
650         Just prep the rocket for flight, then power up the altimeter
651         in "idle" mode (placing air-frame horizontal for TeleMetrum or TeleMega, or
652         selecting the Configure Altimeter tab for TeleMini).  This will cause 
653         the firmware to go into "idle" mode, in which the normal flight
654         state machine is disabled and charges will not fire without
655         manual command.  You can now command the altimeter to fire the apogee
656         or main charges from a safe distance using your computer and 
657         TeleDongle and the Fire Igniter tab to complete ejection testing.
658       </para>
659     </section>
660     <section>
661       <title>Radio Link </title>
662       <para>
663         The chip our boards are based on incorporates an RF transceiver, but
664         it's not a full duplex system... each end can only be transmitting or
665         receiving at any given moment.  So we had to decide how to manage the
666         link.
667       </para>
668       <para>
669         By design, the altimeter firmware listens for the radio link when
670         it's in "idle mode", which
671         allows us to use the radio link to configure the rocket, do things like
672         ejection tests, and extract data after a flight without having to
673         crack open the air-frame.  However, when the board is in "flight
674         mode", the altimeter only
675         transmits and doesn't listen at all.  That's because we want to put
676         ultimate priority on event detection and getting telemetry out of
677         the rocket through
678         the radio in case the rocket crashes and we aren't able to extract
679         data later...
680       </para>
681       <para>
682         We don't generally use a 'normal packet radio' mode like APRS because they're 
683         just too inefficient.  The GFSK modulation we use is FSK with the
684         base-band pulses passed through a
685         Gaussian filter before they go into the modulator to limit the
686         transmitted bandwidth.  When combined with the hardware forward error
687         correction support in the cc1111 chip, this allows us to have a very
688         robust 38.4 kilobit data link with only 10 milliwatts of transmit 
689         power, a whip antenna in the rocket, and a hand-held Yagi on the 
690         ground.  We've had flights to above 21k feet AGL with great reception, 
691         and calculations suggest we should be good to well over 40k feet AGL 
692         with a 5-element yagi on the ground.  We hope to fly boards to higher 
693         altitudes over time, and would of course appreciate customer feedback 
694         on performance in higher altitude flights!
695       </para>
696       <para>
697         However, TeleMetrum v2.0 and TeleMega can send APRS if
698         desired, the interval between APRS packets can be
699         configured. As each APRS packet takes a full second to
700         transmit, we recommend an interval of at least 5 seconds.
701       </para>
702     </section>
703     <section>
704       <title>Configurable Parameters</title>
705       <para>
706         Configuring an Altus Metrum altimeter for flight is very
707         simple.  Even on our baro-only TeleMini and EasyMini boards, the use of a Kalman 
708         filter means there is no need to set a "mach delay".  The few 
709         configurable parameters can all be set using AltosUI over USB or
710         or radio link via TeleDongle.
711       </para>
712       <section>
713         <title>Radio Frequency</title>
714         <para>
715           Altus Metrum boards support radio frequencies in the 70cm
716           band. By default, the configuration interface provides a
717           list of 10 "standard" frequencies in 100kHz channels starting at
718           434.550MHz.  However, the firmware supports use of
719           any 50kHz multiple within the 70cm band. At any given
720           launch, we highly recommend coordinating when and by whom each
721           frequency will be used to avoid interference.  And of course, both
722           altimeter and TeleDongle must be configured to the same
723           frequency to successfully communicate with each other.
724         </para>
725       </section>
726       <section>
727         <title>Apogee Delay</title>
728         <para>
729           Apogee delay is the number of seconds after the altimeter detects flight
730           apogee that the drogue charge should be fired.  In most cases, this
731           should be left at the default of 0.  However, if you are flying
732           redundant electronics such as for an L3 certification, you may wish
733           to set one of your altimeters to a positive delay so that both
734           primary and backup pyrotechnic charges do not fire simultaneously.
735         </para>
736         <para>
737           The Altus Metrum apogee detection algorithm fires exactly at
738           apogee.  If you are also flying an altimeter like the
739           PerfectFlite MAWD, which only supports selecting 0 or 1
740           seconds of apogee delay, you may wish to set the MAWD to 0
741           seconds delay and set the TeleMetrum to fire your backup 2
742           or 3 seconds later to avoid any chance of both charges
743           firing simultaneously.  We've flown several air-frames this
744           way quite happily, including Keith's successful L3 cert.
745         </para>
746       </section>
747       <section>
748         <title>Main Deployment Altitude</title>
749         <para>
750           By default, the altimeter will fire the main deployment charge at an
751           elevation of 250 meters (about 820 feet) above ground.  We think this
752           is a good elevation for most air-frames, but feel free to change this
753           to suit.  In particular, if you are flying two altimeters, you may
754           wish to set the
755           deployment elevation for the backup altimeter to be something lower
756           than the primary so that both pyrotechnic charges don't fire
757           simultaneously.
758         </para>
759       </section>
760       <section>
761         <title>Maximum Flight Log</title>
762         <para>
763           TeleMetrum version 1.1 and 1.2 have 2MB of on-board flash storage,
764           enough to hold over 40 minutes of data at full data rate
765           (100 samples/second). TeleMetrum 1.0 has 1MB of on-board
766           storage. As data are stored at a reduced rate during descent
767           (10 samples/second), there's plenty of space to store many
768           flights worth of data.
769         </para>
770         <para>
771           TeleMetrum v2.0 and TeleMega have 8MB of on-board flash stroage, enough to hold 
772         </para>
773         <para>
774           The on-board flash is partitioned into separate flight logs,
775           each of a fixed maximum size. Increase the maximum size of
776           each log and you reduce the number of flights that can be
777           stored. Decrease the size and TeleMetrum can store more
778           flights.
779         </para>
780         <para>
781           All of the configuration data is also stored in the flash
782           memory, which consumes 64kB on TeleMetrum v1.1/v1.2 and 256B on
783           TeleMetrum v1.0. This configuration space is not available
784           for storing flight log data.
785         </para>
786         <para>
787           To compute the amount of space needed for a single flight,
788           you can multiply the expected ascent time (in seconds) by
789           800, multiply the expected descent time (in seconds) by 80
790           and add the two together. That will slightly under-estimate
791           the storage (in bytes) needed for the flight. For instance,
792           a flight spending 20 seconds in ascent and 150 seconds in
793           descent will take about (20 * 800) + (150 * 80) = 28000
794           bytes of storage. You could store dozens of these flights in
795           the on-board flash.
796         </para>
797         <para>
798           The default size, 192kB, allows for 10 flights of storage on
799           TeleMetrum v1.1/v1.2 and 5 flights on TeleMetrum v1.0. This
800           ensures that you won't need to erase the memory before
801           flying each time while still allowing more than sufficient
802           storage for each flight.
803         </para>
804         <para>
805           As TeleMini does not contain an accelerometer, it stores
806           data at 10 samples per second during ascent and one sample
807           per second during descent. Each sample is a two byte reading
808           from the barometer. These are stored in 5kB of
809           on-chip flash memory which can hold 256 seconds at the
810           ascent rate or 2560 seconds at the descent rate. Because of
811           the limited storage, TeleMini cannot hold data for more than
812           one flight, and so must be erased after each flight or it
813           will not capture data for subsequent flights.
814         </para>
815       </section>
816       <section>
817         <title>Ignite Mode</title>
818         <para>
819           Instead of firing one charge at apogee and another charge at
820           a fixed height above the ground, you can configure the
821           altimeter to fire both at apogee or both during
822           descent. This was added to support an airframe that has two
823           TeleMetrum computers, one in the fin can and one in the
824           nose.
825         </para>
826         <para>
827           Providing the ability to use both igniters for apogee or
828           main allows some level of redundancy without needing two
829           flight computers.  In Redundant Apogee or Redundant Main
830           mode, the two charges will be fired two seconds apart.
831         </para>
832       </section>
833       <section>
834         <title>Pad Orientation</title>
835         <para>
836           TeleMetrum measures acceleration along the axis of the
837           board. Which way the board is oriented affects the sign of
838           the acceleration value. Instead of trying to guess which way
839           the board is mounted in the air frame, TeleMetrum must be
840           explicitly configured for either Antenna Up or Antenna
841           Down. The default, Antenna Up, expects the end of the
842           TeleMetrum board connected to the 70cm antenna to be nearest
843           the nose of the rocket, with the end containing the screw
844           terminals nearest the tail.
845         </para>
846       </section>
847     </section>
848
849   </chapter>
850   <chapter>
851
852     <title>AltosUI</title>
853     <para>
854       The AltosUI program provides a graphical user interface for
855       interacting with the Altus Metrum product family, including
856       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle. AltosUI can monitor telemetry data,
857       configure TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle devices and many other
858       tasks. The primary interface window provides a selection of
859       buttons, one for each major activity in the system.  This manual
860       is split into chapters, each of which documents one of the tasks
861       provided from the top-level toolbar.
862     </para>
863     <section>
864       <title>Monitor Flight</title>
865       <subtitle>Receive, Record and Display Telemetry Data</subtitle>
866       <para>
867         Selecting this item brings up a dialog box listing all of the
868         connected TeleDongle devices. When you choose one of these,
869         AltosUI will create a window to display telemetry data as
870         received by the selected TeleDongle device.
871       </para>
872       <para>
873         All telemetry data received are automatically recorded in
874         suitable log files. The name of the files includes the current
875         date and rocket serial and flight numbers.
876       </para>
877       <para>
878         The radio frequency being monitored by the TeleDongle device is
879         displayed at the top of the window. You can configure the
880         frequency by clicking on the frequency box and selecting the desired
881         frequency. AltosUI remembers the last frequency selected for each
882         TeleDongle and selects that automatically the next time you use
883         that device.
884       </para>
885       <para>
886         Below the TeleDongle frequency selector, the window contains a few
887         significant pieces of information about the altimeter providing
888         the telemetry data stream:
889       </para>
890       <itemizedlist>
891         <listitem>
892           <para>The configured call-sign</para>
893         </listitem>
894         <listitem>
895           <para>The device serial number</para>
896         </listitem>
897         <listitem>
898           <para>The flight number. Each altimeter remembers how many
899             times it has flown.
900           </para>
901         </listitem>
902         <listitem>
903           <para>
904             The rocket flight state. Each flight passes through several
905             states including Pad, Boost, Fast, Coast, Drogue, Main and
906             Landed.
907           </para>
908         </listitem>
909         <listitem>
910           <para>
911             The Received Signal Strength Indicator value. This lets
912             you know how strong a signal TeleDongle is receiving. The
913             radio inside TeleDongle operates down to about -99dBm;
914             weaker signals may not be receivable. The packet link uses
915             error detection and correction techniques which prevent
916             incorrect data from being reported.
917           </para>
918         </listitem>
919         <listitem>
920           <para>
921             The age of the displayed data, in seconds since the last 
922             successfully received telemetry packet.  In normal operation
923             this will stay in the low single digits.  If the number starts
924             counting up, then you are no longer receiving data over the radio
925             link from the flight computer.
926           </para>
927         </listitem>
928       </itemizedlist>
929       <para>
930         Finally, the largest portion of the window contains a set of
931         tabs, each of which contain some information about the rocket.
932         They're arranged in 'flight order' so that as the flight
933         progresses, the selected tab automatically switches to display
934         data relevant to the current state of the flight. You can select
935         other tabs at any time. The final 'table' tab displays all of
936         the raw telemetry values in one place in a spreadsheet-like format.
937       </para>
938       <section>
939         <title>Launch Pad</title>
940         <para>
941           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
942           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
943           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
944           whether the rocket is ready to launch:
945           <itemizedlist>
946             <listitem>
947               <para>
948                 Battery Voltage. This indicates whether the Li-Po battery
949                 powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
950                 the duration of the flight. A value of more than
951                 3.7V is required for a 'GO' status.
952               </para>
953             </listitem>
954             <listitem>
955               <para>
956                 Apogee Igniter Voltage. This indicates whether the apogee
957                 igniter has continuity. If the igniter has a low
958                 resistance, then the voltage measured here will be close
959                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
960                 required for a 'GO' status.
961               </para>
962             </listitem>
963             <listitem>
964               <para>
965                 Main Igniter Voltage. This indicates whether the main
966                 igniter has continuity. If the igniter has a low
967                 resistance, then the voltage measured here will be close
968                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
969                 required for a 'GO' status.
970               </para>
971             </listitem>
972             <listitem>
973               <para>
974                 On-board Data Logging. This indicates whether there is
975                 space remaining on-board to store flight data for the
976                 upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
977                 to erase flights, there may not be any space
978                 left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
979                 on the configured maximum flight log size. TeleMini
980                 stores only a single flight, so it will need to be
981                 downloaded and erased after each flight to capture
982                 data. This only affects on-board flight logging; the
983                 altimeter will still transmit telemetry and fire
984                 ejection charges at the proper times.
985               </para>
986             </listitem>
987             <listitem>
988               <para>
989                 GPS Locked. For a TeleMetrum device, this indicates whether the GPS receiver is
990                 currently able to compute position information. GPS requires
991                 at least 4 satellites to compute an accurate position.
992               </para>
993             </listitem>
994             <listitem>
995               <para>
996                 GPS Ready. For a TeleMetrum device, this indicates whether GPS has reported at least
997                 10 consecutive positions without losing lock. This ensures
998                 that the GPS receiver has reliable reception from the
999                 satellites.
1000               </para>
1001             </listitem>
1002           </itemizedlist>
1003         </para>
1004         <para>
1005           The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
1006           and altitude, averaging many reported positions to improve the
1007           accuracy of the fix.
1008         </para>
1009       </section>
1010       <section>
1011         <title>Ascent</title>
1012         <para>
1013           This tab is shown during Boost, Fast and Coast
1014           phases. The information displayed here helps monitor the
1015           rocket as it heads towards apogee.
1016         </para>
1017         <para>
1018           The height, speed and acceleration are shown along with the
1019           maximum values for each of them. This allows you to quickly
1020           answer the most commonly asked questions you'll hear during
1021           flight.
1022         </para>
1023         <para>
1024           The current latitude and longitude reported by the TeleMetrum GPS are
1025           also shown. Note that under high acceleration, these values
1026           may not get updated as the GPS receiver loses position
1027           fix. Once the rocket starts coasting, the receiver should
1028           start reporting position again.
1029         </para>
1030         <para>
1031           Finally, the current igniter voltages are reported as in the
1032           Launch Pad tab. This can help diagnose deployment failures
1033           caused by wiring which comes loose under high acceleration.
1034         </para>
1035       </section>
1036       <section>
1037         <title>Descent</title>
1038         <para>
1039           Once the rocket has reached apogee and (we hope) activated the
1040           apogee charge, attention switches to tracking the rocket on
1041           the way back to the ground, and for dual-deploy flights,
1042           waiting for the main charge to fire.
1043         </para>
1044         <para>
1045           To monitor whether the apogee charge operated correctly, the
1046           current descent rate is reported along with the current
1047           height. Good descent rates vary based on the choice of recovery
1048           components, but generally range from 15-30m/s on drogue and should
1049           be below 10m/s when under the main parachute in a dual-deploy flight.
1050         </para>
1051         <para>
1052           For TeleMetrum altimeters, you can locate the rocket in the
1053           sky using the elevation and bearing information to figure
1054           out where to look. Elevation is in degrees above the
1055           horizon. Bearing is reported in degrees relative to true
1056           north. Range can help figure out how big the rocket will
1057           appear. Ground Distance shows how far it is to a point
1058           directly under the rocket and can help figure out where the
1059           rocket is likely to land. Note that all of these values are
1060           relative to the pad location. If the elevation is near 90°,
1061           the rocket is over the pad, not over you.
1062         </para>
1063         <para>
1064           Finally, the igniter voltages are reported in this tab as
1065           well, both to monitor the main charge as well as to see what
1066           the status of the apogee charge is.  Note that some commercial
1067           e-matches are designed to retain continuity even after being
1068           fired, and will continue to show as green or return from red to
1069           green after firing.
1070         </para>
1071       </section>
1072       <section>
1073         <title>Landed</title>
1074         <para>
1075           Once the rocket is on the ground, attention switches to
1076           recovery. While the radio signal is often lost once the
1077           rocket is on the ground, the last reported GPS position is
1078           generally within a short distance of the actual landing location.
1079         </para>
1080         <para>
1081           The last reported GPS position is reported both by
1082           latitude and longitude as well as a bearing and distance from
1083           the launch pad. The distance should give you a good idea of
1084           whether to walk or hitch a ride.  Take the reported
1085           latitude and longitude and enter them into your hand-held GPS
1086           unit and have that compute a track to the landing location.
1087         </para>
1088         <para>
1089           Both TeleMini and TeleMetrum will continue to transmit RDF
1090           tones after landing, allowing you to locate the rocket by
1091           following the radio signal if necessary. You may need to get 
1092           away from the clutter of the flight line, or even get up on 
1093           a hill (or your neighbor's RV roof) to receive the RDF signal.
1094         </para>
1095         <para>
1096           The maximum height, speed and acceleration reported
1097           during the flight are displayed for your admiring observers.
1098           The accuracy of these immediate values depends on the quality
1099           of your radio link and how many packets were received.  
1100           Recovering the on-board data after flight will likely yield
1101           more precise results.
1102         </para>
1103         <para>
1104           To get more detailed information about the flight, you can
1105           click on the 'Graph Flight' button which will bring up a
1106           graph window for the current flight.
1107         </para>
1108       </section>
1109       <section>
1110         <title>Site Map</title>
1111         <para>
1112           When the TeleMetrum has a GPS fix, the Site Map tab will map
1113           the rocket's position to make it easier for you to locate the
1114           rocket, both while it is in the air, and when it has landed. The
1115           rocket's state is indicated by color: white for pad, red for
1116           boost, pink for fast, yellow for coast, light blue for drogue,
1117           dark blue for main, and black for landed.
1118         </para>
1119         <para>
1120           The map's scale is approximately 3m (10ft) per pixel. The map
1121           can be dragged using the left mouse button. The map will attempt
1122           to keep the rocket roughly centered while data is being received.
1123         </para>
1124         <para>
1125           Images are fetched automatically via the Google Maps Static API,
1126           and cached on disk for reuse. If map images cannot be downloaded,
1127           the rocket's path will be traced on a dark gray background
1128           instead.
1129         </para>
1130         <para>
1131           You can pre-load images for your favorite launch sites
1132           before you leave home; check out the 'Preload Maps' section below.
1133         </para>
1134       </section>
1135     </section>
1136     <section>
1137       <title>Save Flight Data</title>
1138       <para>
1139         The altimeter records flight data to its internal flash memory.
1140         TeleMetrum data is recorded at a much higher rate than the telemetry
1141         system can handle, and is not subject to radio drop-outs. As
1142         such, it provides a more complete and precise record of the
1143         flight. The 'Save Flight Data' button allows you to read the
1144         flash memory and write it to disk. As TeleMini has only a barometer, it
1145         records data at the same rate as the telemetry signal, but there will be
1146         no data lost due to telemetry drop-outs.
1147       </para>
1148       <para>
1149         Clicking on the 'Save Flight Data' button brings up a list of
1150         connected TeleMetrum and TeleDongle devices. If you select a
1151         TeleMetrum device, the flight data will be downloaded from that
1152         device directly. If you select a TeleDongle device, flight data
1153         will be downloaded from an altimeter over radio link via the 
1154         specified TeleDongle. See the chapter on Controlling An Altimeter 
1155         Over The Radio Link for more information.
1156       </para>
1157       <para>
1158         After the device has been selected, a dialog showing the
1159         flight data saved in the device will be shown allowing you to
1160         select which flights to download and which to delete. With
1161         version 0.9 or newer firmware, you must erase flights in order
1162         for the space they consume to be reused by another
1163         flight. This prevents accidentally losing flight data
1164         if you neglect to download data before flying again. Note that
1165         if there is no more space available in the device, then no
1166         data will be recorded during the next flight.
1167       </para>
1168       <para>
1169         The file name for each flight log is computed automatically
1170         from the recorded flight date, altimeter serial number and
1171         flight number information.
1172       </para>
1173     </section>
1174     <section>
1175       <title>Replay Flight</title>
1176       <para>
1177         Select this button and you are prompted to select a flight
1178         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1179         .eeprom file containing flight data saved from the altimeter
1180         flash memory.
1181       </para>
1182       <para>
1183         Once a flight record is selected, the flight monitor interface
1184         is displayed and the flight is re-enacted in real time. Check
1185         the Monitor Flight chapter above to learn how this window operates.
1186       </para>
1187     </section>
1188     <section>
1189       <title>Graph Data</title>
1190       <para>
1191         Select this button and you are prompted to select a flight
1192         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1193         .eeprom file containing flight data saved from
1194         flash memory.
1195       </para>
1196       <para>
1197         Once a flight record is selected, a window with four tabs is
1198         opened. The first tab contains a graph with acceleration
1199         (blue), velocity (green) and altitude (red) of the flight,
1200         measured in metric units. The apogee(yellow) and main(magenta)
1201         igniter voltages are also displayed; high voltages indicate
1202         continuity, low voltages indicate open circuits. The second
1203         tab lets you configure which data to show in the graph.  The
1204         third contains some basic flight statistics while the fourth
1205         has a map with the ground track of the flight displayed.
1206       </para>
1207       <para>
1208         The graph can be zoomed into a particular area by clicking and
1209         dragging down and to the right. Once zoomed, the graph can be
1210         reset by clicking and dragging up and to the left. Holding down
1211         control and clicking and dragging allows the graph to be panned.
1212         The right mouse button causes a pop-up menu to be displayed, giving
1213         you the option save or print the plot.
1214       </para>
1215       <para>
1216         Note that telemetry files will generally produce poor graphs
1217         due to the lower sampling rate and missed telemetry packets.
1218         Use saved flight data in .eeprom files for graphing where possible.
1219       </para>
1220     </section>
1221     <section>
1222       <title>Export Data</title>
1223       <para>
1224         This tool takes the raw data files and makes them available for
1225         external analysis. When you select this button, you are prompted to 
1226         select a flight
1227         data file (either .eeprom or .telem will do, remember that
1228         .eeprom files contain higher resolution and more continuous
1229         data). Next, a second dialog appears which is used to select
1230         where to write the resulting file. It has a selector to choose
1231         between CSV and KML file formats.
1232       </para>
1233       <section>
1234         <title>Comma Separated Value Format</title>
1235         <para>
1236           This is a text file containing the data in a form suitable for
1237           import into a spreadsheet or other external data analysis
1238           tool. The first few lines of the file contain the version and
1239           configuration information from the altimeter, then
1240           there is a single header line which labels all of the
1241           fields. All of these lines start with a '#' character which
1242           many tools can be configured to skip over.
1243         </para>
1244         <para>
1245           The remaining lines of the file contain the data, with each
1246           field separated by a comma and at least one space. All of
1247           the sensor values are converted to standard units, with the
1248           barometric data reported in both pressure, altitude and
1249           height above pad units.
1250         </para>
1251       </section>
1252       <section>
1253         <title>Keyhole Markup Language (for Google Earth)</title>
1254         <para>
1255           This is the format used by Google Earth to provide an overlay 
1256           within that application. With this, you can use Google Earth to 
1257           see the whole flight path in 3D.
1258         </para>
1259       </section>
1260     </section>
1261     <section>
1262       <title>Configure Altimeter</title>
1263       <para>
1264         Select this button and then select either a TeleMetrum or
1265         TeleDongle Device from the list provided. Selecting a TeleDongle
1266         device will use the radio link to configure a remote altimeter. 
1267       </para>
1268       <para>
1269         The first few lines of the dialog provide information about the
1270         connected device, including the product name,
1271         software version and hardware serial number. Below that are the
1272         individual configuration entries.
1273       </para>
1274       <para>
1275         At the bottom of the dialog, there are four buttons:
1276       </para>
1277       <itemizedlist>
1278         <listitem>
1279           <para>
1280             Save. This writes any changes to the
1281             configuration parameter block in flash memory. If you don't
1282             press this button, any changes you make will be lost.
1283           </para>
1284         </listitem>
1285         <listitem>
1286           <para>
1287             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1288             erasing any changes you have made.
1289           </para>
1290         </listitem>
1291         <listitem>
1292           <para>
1293             Reboot. This reboots the device. Use this to
1294             switch from idle to pad mode by rebooting once the rocket is
1295             oriented for flight, or to confirm changes you think you saved 
1296             are really saved.
1297           </para>
1298         </listitem>
1299         <listitem>
1300           <para>
1301             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1302             lost.
1303           </para>
1304         </listitem>
1305       </itemizedlist>
1306       <para>
1307         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1308       </para>
1309       <section>
1310         <title>Main Deploy Altitude</title>
1311         <para>
1312           This sets the altitude (above the recorded pad altitude) at
1313           which the 'main' igniter will fire. The drop-down menu shows
1314           some common values, but you can edit the text directly and
1315           choose whatever you like. If the apogee charge fires below
1316           this altitude, then the main charge will fire two seconds
1317           after the apogee charge fires.
1318         </para>
1319       </section>
1320       <section>
1321         <title>Apogee Delay</title>
1322         <para>
1323           When flying redundant electronics, it's often important to
1324           ensure that multiple apogee charges don't fire at precisely
1325           the same time, as that can over pressurize the apogee deployment
1326           bay and cause a structural failure of the air-frame. The Apogee
1327           Delay parameter tells the flight computer to fire the apogee
1328           charge a certain number of seconds after apogee has been
1329           detected.
1330         </para>
1331       </section>
1332       <section>
1333         <title>Radio Frequency</title>
1334         <para>
1335           This configures which of the configured frequencies to use for both
1336           telemetry and packet command mode. Note that if you set this
1337           value via packet command mode, you will have to reconfigure
1338           the TeleDongle frequency before you will be able to use packet
1339           command mode again.
1340         </para>
1341       </section>
1342       <section>
1343         <title>Radio Calibration</title>
1344         <para>
1345           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1346           factory to ensure that they transmit and receive on the
1347           specified frequency.  If you need to you can adjust the calibration 
1348           by changing this value.  Do not do this without understanding what
1349           the value means, read the appendix on calibration and/or the source
1350           code for more information.  To change a TeleDongle's calibration, 
1351           you must reprogram the unit completely.
1352         </para>
1353       </section>
1354       <section>
1355         <title>Callsign</title>
1356         <para>
1357           This sets the call sign included in each telemetry packet. Set this
1358           as needed to conform to your local radio regulations.
1359         </para>
1360       </section>
1361       <section>
1362         <title>Maximum Flight Log Size</title>
1363         <para>
1364           This sets the space (in kilobytes) allocated for each flight
1365           log. The available space will be divided into chunks of this
1366           size. A smaller value will allow more flights to be stored,
1367           a larger value will record data from longer flights.
1368         </para>
1369       </section>
1370       <section>
1371         <title>Ignite Mode</title>
1372         <para>
1373           TeleMetrum and TeleMini provide two igniter channels as they
1374           were originally designed as dual-deploy flight
1375           computers. This configuration parameter allows the two
1376           channels to be used in different configurations.
1377         </para>
1378         <itemizedlist>
1379           <listitem>
1380             <para>
1381               Dual Deploy. This is the usual mode of operation; the
1382               'apogee' channel is fired at apogee and the 'main'
1383               channel at the height above ground specified by the
1384               'Main Deploy Altitude' during descent.
1385             </para>
1386           </listitem>
1387           <listitem>
1388             <para>
1389               Redundant Apogee. This fires both channels at
1390               apogee, the 'apogee' channel first followed after a two second
1391               delay by the 'main' channel.
1392             </para>
1393           </listitem>
1394           <listitem>
1395             <para>
1396               Redundant Main. This fires both channels at the
1397               height above ground specified by the Main Deploy
1398               Altitude setting during descent. The 'apogee'
1399               channel is fired first, followed after a two second
1400               delay by the 'main' channel.
1401             </para>
1402           </listitem>
1403         </itemizedlist>
1404       </section>
1405       <section>
1406         <title>Pad Orientation</title>
1407         <para>
1408           Because it includes an accelerometer, TeleMetrum is
1409           sensitive to the orientation of the board. By default, it
1410           expects the antenna end to point forward. This parameter
1411           allows that default to be changed, permitting the board to
1412           be mounted with the antenna pointing aft instead.
1413         </para>
1414         <itemizedlist>
1415           <listitem>
1416             <para>
1417               Antenna Up. In this mode, the antenna end of the
1418               TeleMetrum board must point forward, in line with the
1419               expected flight path.
1420             </para>
1421           </listitem>
1422           <listitem>
1423             <para>
1424               Antenna Down. In this mode, the antenna end of the
1425               TeleMetrum board must point aft, in line with the
1426               expected flight path.
1427             </para>
1428           </listitem>
1429         </itemizedlist>
1430       </section>
1431     </section>
1432     <section>
1433       <title>Configure AltosUI</title>
1434       <para>
1435         This button presents a dialog so that you can configure the AltosUI global settings.
1436       </para>
1437       <section>
1438         <title>Voice Settings</title>
1439         <para>
1440           AltosUI provides voice announcements during flight so that you
1441           can keep your eyes on the sky and still get information about
1442           the current flight status. However, sometimes you don't want
1443           to hear them.
1444         </para>
1445         <itemizedlist>
1446           <listitem>
1447             <para>Enable—turns all voice announcements on and off</para>
1448           </listitem>
1449           <listitem>
1450             <para>
1451               Test Voice—Plays a short message allowing you to verify
1452               that the audio system is working and the volume settings
1453               are reasonable
1454             </para>
1455           </listitem>
1456         </itemizedlist>
1457       </section>
1458       <section>
1459         <title>Log Directory</title>
1460         <para>
1461           AltosUI logs all telemetry data and saves all TeleMetrum flash
1462           data to this directory. This directory is also used as the
1463           staring point when selecting data files for display or export.
1464         </para>
1465         <para>
1466           Click on the directory name to bring up a directory choosing
1467           dialog, select a new directory and click 'Select Directory' to
1468           change where AltosUI reads and writes data files.
1469         </para>
1470       </section>
1471       <section>
1472         <title>Callsign</title>
1473         <para>
1474           This value is transmitted in each command packet sent from 
1475           TeleDongle and received from an altimeter.  It is not used in 
1476           telemetry mode, as the callsign configured in the altimeter board
1477           is included in all telemetry packets.  Configure this
1478           with the AltosUI operators call sign as needed to comply with
1479           your local radio regulations.
1480         </para>
1481         <para>
1482           Note that to successfully command a flight computer over the radio
1483           (to configure the altimeter, monitor idle, or fire pyro charges), 
1484           the callsign configured here must exactly match the callsign
1485           configured in the flight computer.  This matching is case 
1486           sensitive.
1487         </para>
1488       </section>
1489       <section>
1490         <title>Imperial Units</title>
1491         <para>
1492           This switches between metric units (meters) and imperial
1493           units (feet and miles). This affects the display of values
1494           use during flight monitoring, data graphing and all of the
1495           voice announcements. It does not change the units used when
1496           exporting to CSV files, those are always produced in metric units.
1497         </para>
1498       </section>
1499       <section>
1500         <title>Font Size</title>
1501         <para>
1502           Selects the set of fonts used in the flight monitor
1503           window. Choose between the small, medium and large sets.
1504         </para>
1505       </section>
1506       <section>
1507         <title>Serial Debug</title>
1508         <para>
1509           This causes all communication with a connected device to be
1510           dumped to the console from which AltosUI was started. If
1511           you've started it from an icon or menu entry, the output
1512           will simply be discarded. This mode can be useful to debug
1513           various serial communication issues.
1514         </para>
1515       </section>
1516       <section>
1517         <title>Manage Frequencies</title>
1518         <para>
1519           This brings up a dialog where you can configure the set of
1520           frequencies shown in the various frequency menus. You can
1521           add as many as you like, or even reconfigure the default
1522           set. Changing this list does not affect the frequency
1523           settings of any devices, it only changes the set of
1524           frequencies shown in the menus.
1525         </para>
1526       </section>
1527     </section>
1528     <section>
1529       <title>Configure Groundstation</title>
1530       <para>
1531         Select this button and then select a TeleDongle Device from the list provided.
1532       </para>
1533       <para>
1534         The first few lines of the dialog provide information about the
1535         connected device, including the product name,
1536         software version and hardware serial number. Below that are the
1537         individual configuration entries.
1538       </para>
1539       <para>
1540         Note that the TeleDongle itself doesn't save any configuration
1541         data, the settings here are recorded on the local machine in
1542         the Java preferences database. Moving the TeleDongle to
1543         another machine, or using a different user account on the same
1544         machine will cause settings made here to have no effect.
1545       </para>
1546       <para>
1547         At the bottom of the dialog, there are three buttons:
1548       </para>
1549       <itemizedlist>
1550         <listitem>
1551           <para>
1552             Save. This writes any changes to the
1553             local Java preferences file. If you don't
1554             press this button, any changes you make will be lost.
1555           </para>
1556         </listitem>
1557         <listitem>
1558           <para>
1559             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1560             erasing any changes you have made.
1561           </para>
1562         </listitem>
1563         <listitem>
1564           <para>
1565             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1566             lost.
1567           </para>
1568         </listitem>
1569       </itemizedlist>
1570       <para>
1571         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1572       </para>
1573       <section>
1574         <title>Frequency</title>
1575         <para>
1576           This configures the frequency to use for both telemetry and
1577           packet command mode. Set this before starting any operation
1578           involving packet command mode so that it will use the right
1579           frequency. Telemetry monitoring mode also provides a menu to
1580           change the frequency, and that menu also sets the same Java
1581           preference value used here.
1582         </para>
1583       </section>
1584       <section>
1585         <title>Radio Calibration</title>
1586         <para>
1587           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1588           factory to ensure that they transmit and receive on the
1589           specified frequency.  To change a TeleDongle's calibration, 
1590           you must reprogram the unit completely, so this entry simply
1591           shows the current value and doesn't allow any changes.
1592         </para>
1593       </section>
1594     </section>
1595     <section>
1596       <title>Flash Image</title>
1597       <para>
1598         This reprograms any Altus Metrum device by using a TeleMetrum
1599         or TeleDongle as a programming dongle. Please read the
1600         directions for flashing devices in the Updating Device
1601         Firmware chapter below.
1602       </para>
1603       <para>
1604         Once you have the programmer and target devices connected,
1605         push the 'Flash Image' button. That will present a dialog box
1606         listing all of the connected devices. Carefully select the
1607         programmer device, not the device to be programmed.
1608       </para>
1609       <para>
1610         Next, select the image to flash to the device. These are named
1611         with the product name and firmware version. The file selector
1612         will start in the directory containing the firmware included
1613         with the AltosUI package. Navigate to the directory containing
1614         the desired firmware if it isn't there.
1615       </para>
1616       <para>
1617         Next, a small dialog containing the device serial number and
1618         RF calibration values should appear. If these values are
1619         incorrect (possibly due to a corrupted image in the device),
1620         enter the correct values here.
1621       </para>
1622       <para>
1623         Finally, a dialog containing a progress bar will follow the
1624         programming process.
1625       </para>
1626       <para>
1627         When programming is complete, the target device will
1628         reboot. Note that if the target device is connected via USB, you
1629         will have to unplug it and then plug it back in for the USB
1630         connection to reset so that you can communicate with the device
1631         again.
1632       </para>
1633     </section>
1634     <section>
1635       <title>Fire Igniter</title>
1636       <para>
1637         This activates the igniter circuits in TeleMetrum to help test
1638         recovery systems deployment. Because this command can operate
1639         over the Packet Command Link, you can prepare the rocket as
1640         for flight and then test the recovery system without needing
1641         to snake wires inside the air-frame.
1642       </para>
1643       <para>
1644         Selecting the 'Fire Igniter' button brings up the usual device
1645         selection dialog. Pick the desired TeleDongle or TeleMetrum
1646         device. This brings up another window which shows the current
1647         continuity test status for both apogee and main charges.
1648       </para>
1649       <para>
1650         Next, select the desired igniter to fire. This will enable the
1651         'Arm' button.
1652       </para>
1653       <para>
1654         Select the 'Arm' button. This enables the 'Fire' button. The
1655         word 'Arm' is replaced by a countdown timer indicating that
1656         you have 10 seconds to press the 'Fire' button or the system
1657         will deactivate, at which point you start over again at
1658         selecting the desired igniter.
1659       </para>
1660     </section>
1661     <section>
1662       <title>Scan Channels</title>
1663       <para>
1664         This listens for telemetry packets on all of the configured
1665         frequencies, displaying information about each device it
1666         receives a packet from. You can select which of the three
1667         telemetry formats should be tried; by default, it only listens
1668         for the standard telemetry packets used in v1.0 and later
1669         firmware.
1670       </para>
1671     </section>
1672     <section>
1673       <title>Load Maps</title>
1674       <para>
1675         Before heading out to a new launch site, you can use this to
1676         load satellite images in case you don't have internet
1677         connectivity at the site. This loads a fairly large area
1678         around the launch site, which should cover any flight you're likely to make.
1679       </para>
1680       <para>
1681         There's a drop-down menu of launch sites we know about; if
1682         your favorites aren't there, please let us know the lat/lon
1683         and name of the site. The contents of this list are actually
1684         downloaded at run-time, so as new sites are sent in, they'll
1685         get automatically added to this list.
1686       </para>
1687       <para>
1688         If the launch site isn't in the list, you can manually enter the lat/lon values
1689       </para>
1690       <para>
1691         Clicking the 'Load Map' button will fetch images from Google
1692         Maps; note that Google limits how many images you can fetch at
1693         once, so if you load more than one launch site, you may get
1694         some gray areas in the map which indicate that Google is tired
1695         of sending data to you. Try again later.
1696       </para>
1697     </section>
1698     <section>
1699       <title>Monitor Idle</title>
1700       <para>
1701         This brings up a dialog similar to the Monitor Flight UI,
1702         except it works with the altimeter in "idle" mode by sending
1703         query commands to discover the current state rather than
1704         listening for telemetry packets.
1705       </para>
1706     </section>
1707   </chapter>
1708   <chapter>
1709     <title>AltosDroid</title>
1710     <para>
1711       AltosDroid provides the same flight monitoring capabilities as
1712       AltosUI, but runs on Android devices and is designed to connect
1713       to a TeleBT receiver over Bluetooth™. Altos Droid monitors
1714       telemetry data, logging it to internal storage in the Android
1715       device, and presents that data in a UI the same way the 'Monitor
1716       Flight' window does in AltosUI.
1717     </para>
1718     <para>
1719       This manual will explain how to configure AltosDroid, connect
1720       to TeleBT, operate the flight monitoring interface and describe
1721       what the displayed data means.
1722     </para>
1723     <section>
1724       <title>Installing AltosDroid</title>
1725       <para>
1726         AltosDroid is included in the Google Play store. To install
1727         it on your Android device, open open the Google Play Store
1728         application and search for "altosdroid". Make sure you don't
1729         have a space between "altos" and "droid" or you probably won't
1730         find what you want. That should bring you to the right page
1731         from which you can download and install the application.
1732       </para>
1733     </section>
1734     <section>
1735       <title>Connecting to TeleBT</title>
1736       <para>
1737         Press the Android 'Menu' button or soft-key to see the
1738         configuration options available. Select the 'Connect a device'
1739         option and then the 'Scan for devices' entry at the bottom to
1740         look for your TeleBT device. Select your device, and when it
1741         asks for the code, enter '1234'.
1742       </para>
1743       <para>
1744         Subsequent connections will not require you to enter that
1745         code, and your 'paired' device will appear in the list without
1746         scanning.
1747       </para>
1748     </section>
1749     <section>
1750       <title>Configuring AltosDroid</title>
1751       <para>
1752         The only configuration option available for AltosDroid is
1753         which frequency to listen on. Press the Android 'Menu' button
1754         or soft-key and pick the 'Select radio frequency' entry. That
1755         brings up a menu of pre-set radio frequencies; pick the one
1756         which matches your altimeter.
1757       </para>
1758     </section>
1759     <section>
1760       <title>Altos Droid Flight Monitoring</title>
1761       <para>
1762         Altos Droid is designed to mimic the AltosUI flight monitoring
1763         display, providing separate tabs for each stage of your rocket
1764         flight along with a tab containing a map of the local area
1765         with icons marking the current location of the altimeter and
1766         the Android device.
1767       </para>
1768       <section>
1769         <title>Pad</title>
1770         <para>
1771           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
1772           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
1773           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
1774           whether the rocket is ready to launch:
1775           <itemizedlist>
1776             <listitem>
1777               <para>
1778                 Battery Voltage. This indicates whether the Li-Po battery
1779                 powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
1780                 the duration of the flight. A value of more than
1781                 3.7V is required for a 'GO' status.
1782               </para>
1783             </listitem>
1784             <listitem>
1785               <para>
1786                 Apogee Igniter Voltage. This indicates whether the apogee
1787                 igniter has continuity. If the igniter has a low
1788                 resistance, then the voltage measured here will be close
1789                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
1790                 required for a 'GO' status.
1791               </para>
1792             </listitem>
1793             <listitem>
1794               <para>
1795                 Main Igniter Voltage. This indicates whether the main
1796                 igniter has continuity. If the igniter has a low
1797                 resistance, then the voltage measured here will be close
1798                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
1799                 required for a 'GO' status.
1800               </para>
1801             </listitem>
1802             <listitem>
1803               <para>
1804                 On-board Data Logging. This indicates whether there is
1805                 space remaining on-board to store flight data for the
1806                 upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
1807                 to erase flights, there may not be any space
1808                 left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
1809                 on the configured maximum flight log size. TeleMini
1810                 stores only a single flight, so it will need to be
1811                 downloaded and erased after each flight to capture
1812                 data. This only affects on-board flight logging; the
1813                 altimeter will still transmit telemetry and fire
1814                 ejection charges at the proper times.
1815               </para>
1816             </listitem>
1817             <listitem>
1818               <para>
1819                 GPS Locked. For a TeleMetrum device, this indicates whether the GPS receiver is
1820                 currently able to compute position information. GPS requires
1821                 at least 4 satellites to compute an accurate position.
1822               </para>
1823             </listitem>
1824             <listitem>
1825               <para>
1826                 GPS Ready. For a TeleMetrum device, this indicates whether GPS has reported at least
1827                 10 consecutive positions without losing lock. This ensures
1828                 that the GPS receiver has reliable reception from the
1829                 satellites.
1830               </para>
1831             </listitem>
1832           </itemizedlist>
1833         </para>
1834         <para>
1835           The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
1836           and altitude, averaging many reported positions to improve the
1837           accuracy of the fix.
1838         </para>
1839       </section>
1840     </section>
1841     <section>
1842       <title>Downloading Flight Logs</title>
1843       <para>
1844         Altos Droid always saves every bit of telemetry data it
1845         receives. To download that to a computer for use with AltosUI,
1846         simply remove the SD card from your Android device, or connect
1847         your device to your computer's USB port and browse the files
1848         on that device. You will find '.telem' files in the TeleMetrum
1849         directory that will work with AltosUI directly.
1850       </para>
1851     </section>
1852   </chapter>
1853   <chapter>
1854     <title>Using Altus Metrum Products</title>
1855     <section>
1856       <title>Being Legal</title>
1857       <para>
1858         First off, in the US, you need an <ulink url="http://www.altusmetrum.org/Radio/">amateur radio license</ulink> or
1859         other authorization to legally operate the radio transmitters that are part
1860         of our products.
1861       </para>
1862       </section>
1863       <section>
1864         <title>In the Rocket</title>
1865         <para>
1866           In the rocket itself, you just need a <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMetrum/">TeleMetrum</ulink> or
1867           <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMini/">TeleMini</ulink> board and
1868           a single-cell, 3.7 volt nominal Li-Po rechargeable battery.  An 
1869           850mAh battery weighs less than a 9V alkaline battery, and will 
1870           run a TeleMetrum for hours.
1871           A 110mAh battery weighs less than a triple A battery and will run a TeleMetrum for
1872           a few hours, or a TeleMini for much (much) longer.
1873         </para>
1874         <para>
1875           By default, we ship the altimeters with a simple wire antenna.  If your
1876           electronics bay or the air-frame it resides within is made of carbon fiber,
1877           which is opaque to RF signals, you may choose to have an SMA connector
1878           installed so that you can run a coaxial cable to an antenna mounted
1879           elsewhere in the rocket.
1880         </para>
1881       </section>
1882       <section>
1883         <title>On the Ground</title>
1884         <para>
1885           To receive the data stream from the rocket, you need an antenna and short
1886           feed-line connected to one of our <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleDongle/">TeleDongle</ulink> units.  If possible, use an SMA to BNC 
1887         adapter instead of feedline between the antenna feedpoint and 
1888         TeleDongle, as this will give you the best performance.  The
1889           TeleDongle in turn plugs directly into the USB port on a notebook
1890           computer.  Because TeleDongle looks like a simple serial port, your computer
1891           does not require special device drivers... just plug it in.
1892         </para>
1893         <para>
1894           The GUI tool, AltosUI, is written in Java and runs across
1895           Linux, Mac OS and Windows. There's also a suite of C tools
1896           for Linux which can perform most of the same tasks.
1897         </para>
1898         <para>
1899           After the flight, you can use the radio link to extract the more detailed data
1900           logged in either TeleMetrum or TeleMini devices, or you can use a mini USB cable to plug into the
1901           TeleMetrum board directly.  Pulling out the data without having to open up
1902           the rocket is pretty cool!  A USB cable is also how you charge the Li-Po
1903           battery, so you'll want one of those anyway... the same cable used by lots
1904           of digital cameras and other modern electronic stuff will work fine.
1905         </para>
1906         <para>
1907           If your TeleMetrum-equipped rocket lands out of sight, you may enjoy having a hand-held GPS
1908           receiver, so that you can put in a way-point for the last reported rocket
1909           position before touch-down.  This makes looking for your rocket a lot like
1910           Geo-Caching... just go to the way-point and look around starting from there.
1911         </para>
1912         <para>
1913           You may also enjoy having a ham radio "HT" that covers the 70cm band... you
1914           can use that with your antenna to direction-find the rocket on the ground
1915           the same way you can use a Walston or Beeline tracker.  This can be handy
1916           if the rocket is hiding in sage brush or a tree, or if the last GPS position
1917           doesn't get you close enough because the rocket dropped into a canyon, or
1918           the wind is blowing it across a dry lake bed, or something like that...  Keith
1919           and Bdale both currently own and use the Yaesu VX-7R at launches.
1920         </para>
1921         <para>
1922           So, to recap, on the ground the hardware you'll need includes:
1923           <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1924             <listitem>
1925               <para>
1926               an antenna and feed-line or adapter
1927               </para>
1928             </listitem>
1929             <listitem>
1930               <para>
1931               a TeleDongle
1932               </para>
1933             </listitem>
1934             <listitem>
1935               <para>
1936               a notebook computer
1937               </para>
1938             </listitem>
1939             <listitem>
1940               <para>
1941               optionally, a hand-held GPS receiver
1942               </para>
1943             </listitem>
1944             <listitem>
1945               <para>
1946               optionally, an HT or receiver covering 435 MHz
1947               </para>
1948             </listitem>
1949           </orderedlist>
1950         </para>
1951         <para>
1952           The best hand-held commercial directional antennas we've found for radio
1953           direction finding rockets are from
1954           <ulink url="http://www.arrowantennas.com/" >
1955             Arrow Antennas.
1956           </ulink>
1957           The 440-3 and 440-5 are both good choices for finding a
1958           TeleMetrum- or TeleMini- equipped rocket when used with a suitable 
1959           70cm HT.  TeleDongle and an SMA to BNC adapter fit perfectly
1960           between the driven element and reflector of Arrow antennas.
1961         </para>
1962       </section>
1963       <section>
1964         <title>Data Analysis</title>
1965         <para>
1966           Our software makes it easy to log the data from each flight, both the
1967           telemetry received during the flight itself, and the more
1968           complete data log recorded in the flash memory on the altimeter
1969           board.  Once this data is on your computer, our post-flight tools make it
1970           easy to quickly get to the numbers everyone wants, like apogee altitude,
1971           max acceleration, and max velocity.  You can also generate and view a
1972           standard set of plots showing the altitude, acceleration, and
1973           velocity of the rocket during flight.  And you can even export a TeleMetrum data file
1974           usable with Google Maps and Google Earth for visualizing the flight path
1975           in two or three dimensions!
1976         </para>
1977         <para>
1978           Our ultimate goal is to emit a set of files for each flight that can be
1979           published as a web page per flight, or just viewed on your local disk with
1980           a web browser.
1981         </para>
1982       </section>
1983       <section>
1984         <title>Future Plans</title>
1985         <para>
1986           In the future, we intend to offer "companion boards" for the rocket 
1987           that will plug in to TeleMetrum to collect additional data, provide 
1988           more pyro channels, and so forth.  
1989         </para>
1990         <para>
1991           Also under design is a new flight computer with more sensors, more
1992           pyro channels, and a more powerful radio system designed for use
1993           in multi-stage, complex, and extreme altitude projects.
1994         </para>
1995         <para>
1996           We are also working on alternatives to TeleDongle.  One is a
1997           a stand-alone, hand-held ground terminal that will allow monitoring 
1998           the rocket's status, collecting data during flight, and logging data 
1999           after flight without the need for a notebook computer on the
2000           flight line.  Particularly since it is so difficult to read most 
2001           notebook screens in direct sunlight, we think this will be a great 
2002           thing to have.  We are also working on a TeleDongle variant with
2003           Bluetooth that will work with Android phones and tablets.
2004         </para>
2005         <para>
2006           Because all of our work is open, both the hardware designs and the 
2007           software, if you have some great idea for an addition to the current 
2008           Altus Metrum family, feel free to dive in and help!  Or let us know 
2009           what you'd like to see that we aren't already working on, and maybe 
2010           we'll get excited about it too...
2011         </para>
2012         <para>
2013           Watch our 
2014           <ulink url="http://altusmetrum.org/">web site</ulink> for more news 
2015           and information as our family of products evolves!
2016         </para>
2017     </section>
2018   </chapter>
2019   <chapter>
2020     <title>Altimeter Installation Recommendations</title>
2021     <para>
2022       Building high-power rockets that fly safely is hard enough. Mix
2023       in some sophisticated electronics and a bunch of radio energy
2024       and oftentimes you find few perfect solutions. This chapter
2025       contains some suggestions about how to install Altus Metrum
2026       products into the rocket air-frame, including how to safely and
2027       reliably mix a variety of electronics into the same air-frame.
2028     </para>
2029     <section>
2030       <title>Mounting the Altimeter</title>
2031       <para>
2032         The first consideration is to ensure that the altimeter is
2033         securely fastened to the air-frame. For TeleMetrum, we use
2034         nylon standoffs and nylon screws; they're good to at least 50G
2035         and cannot cause any electrical issues on the board. For
2036         TeleMini, we usually cut small pieces of 1/16" balsa to fit
2037         under the screw holes, and then take 2x56 nylon screws and
2038         screw them through the TeleMini mounting holes, through the
2039         balsa and into the underlying material.
2040       </para>
2041       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2042         <listitem>
2043           <para>
2044             Make sure TeleMetrum is aligned precisely along the axis of
2045             acceleration so that the accelerometer can accurately
2046             capture data during the flight.
2047           </para>
2048         </listitem>
2049         <listitem>
2050           <para>
2051             Watch for any metal touching components on the
2052             board. Shorting out connections on the bottom of the board
2053             can cause the altimeter to fail during flight.
2054           </para>
2055         </listitem>
2056       </orderedlist>
2057     </section>
2058     <section>
2059       <title>Dealing with the Antenna</title>
2060       <para>
2061         The antenna supplied is just a piece of solid, insulated,
2062         wire. If it gets damaged or broken, it can be easily
2063         replaced. It should be kept straight and not cut; bending or
2064         cutting it will change the resonant frequency and/or
2065         impedance, making it a less efficient radiator and thus
2066         reducing the range of the telemetry signal.
2067       </para>
2068       <para>
2069         Keeping metal away from the antenna will provide better range
2070         and a more even radiation pattern. In most rockets, it's not
2071         entirely possible to isolate the antenna from metal
2072         components; there are often bolts, all-thread and wires from other
2073         electronics to contend with. Just be aware that the more stuff
2074         like this around the antenna, the lower the range.
2075       </para>
2076       <para>
2077         Make sure the antenna is not inside a tube made or covered
2078         with conducting material. Carbon fiber is the most common
2079         culprit here -- CF is a good conductor and will effectively
2080         shield the antenna, dramatically reducing signal strength and
2081         range. Metallic flake paint is another effective shielding
2082         material which is to be avoided around any antennas.
2083       </para>
2084       <para>
2085         If the ebay is large enough, it can be convenient to simply
2086         mount the altimeter at one end and stretch the antenna out
2087         inside. Taping the antenna to the sled can keep it straight
2088         under acceleration. If there are metal rods, keep the
2089         antenna as far away as possible.
2090       </para>
2091       <para>
2092         For a shorter ebay, it's quite practical to have the antenna
2093         run through a bulkhead and into an adjacent bay. Drill a small
2094         hole in the bulkhead, pass the antenna wire through it and
2095         then seal it up with glue or clay. We've also used acrylic
2096         tubing to create a cavity for the antenna wire. This works a
2097         bit better in that the antenna is known to stay straight and
2098         not get folded by recovery components in the bay. Angle the
2099         tubing towards the side wall of the rocket and it ends up
2100         consuming very little space.
2101       </para>
2102       <para>
2103         If you need to place the antenna at a distance from the
2104         altimeter, you can replace the antenna with an edge-mounted
2105         SMA connector, and then run 50Ω coax from the board to the
2106         antenna. Building a remote antenna is beyond the scope of this
2107         manual.
2108       </para>
2109     </section>
2110     <section>
2111       <title>Preserving GPS Reception</title>
2112       <para>
2113         The GPS antenna and receiver in TeleMetrum are highly
2114         sensitive and normally have no trouble tracking enough
2115         satellites to provide accurate position information for
2116         recovering the rocket. However, there are many ways to
2117         attenuate the GPS signal.
2118       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2119         <listitem>
2120           <para>
2121             Conductive tubing or coatings. Carbon fiber and metal
2122             tubing, or metallic paint will all dramatically attenuate the
2123             GPS signal. We've never heard of anyone successfully
2124             receiving GPS from inside these materials.
2125           </para>
2126         </listitem>
2127         <listitem>
2128           <para>
2129             Metal components near the GPS patch antenna. These will
2130             de-tune the patch antenna, changing the resonant frequency
2131             away from the L1 carrier and reduce the effectiveness of the
2132             antenna. You can place as much stuff as you like beneath the
2133             antenna as that's covered with a ground plane. But, keep
2134             wires and metal out from above the patch antenna.
2135           </para>
2136         </listitem>
2137       </orderedlist>
2138       </para>
2139     </section>
2140     <section>
2141       <title>Radio Frequency Interference</title>
2142       <para>
2143         Any altimeter will generate RFI; the digital circuits use
2144         high-frequency clocks that spray radio interference across a
2145         wide band. Altus Metrum altimeters generate intentional radio
2146         signals as well, increasing the amount of RF energy around the board.
2147       </para>
2148       <para>
2149         Rocketry altimeters also use precise sensors measuring air
2150         pressure and acceleration. Tiny changes in voltage can cause
2151         these sensor readings to vary by a huge amount. When the
2152         sensors start mis-reporting data, the altimeter can either
2153         fire the igniters at the wrong time, or not fire them at all.
2154       </para>
2155       <para>
2156         Voltages are induced when radio frequency energy is
2157         transmitted from one circuit to another. Here are things that
2158         influence the induced voltage and current:
2159       </para>
2160       <itemizedlist>
2161         <listitem>
2162           <para>
2163             Keep wires from different circuits apart. Moving circuits
2164             further apart will reduce RFI.
2165           </para>
2166         </listitem>
2167         <listitem>
2168           <para>
2169           Avoid parallel wires from different circuits. The longer two
2170           wires run parallel to one another, the larger the amount of
2171           transferred energy. Cross wires at right angles to reduce
2172           RFI.
2173           </para>
2174         </listitem>
2175         <listitem>
2176           <para>
2177           Twist wires from the same circuits. Two wires the same
2178           distance from the transmitter will get the same amount of
2179           induced energy which will then cancel out. Any time you have
2180           a wire pair running together, twist the pair together to
2181           even out distances and reduce RFI. For altimeters, this
2182           includes battery leads, switch hookups and igniter
2183           circuits.
2184           </para>
2185         </listitem>
2186         <listitem>
2187           <para>
2188           Avoid resonant lengths. Know what frequencies are present
2189           in the environment and avoid having wire lengths near a
2190           natural resonant length. Altusmetrum products transmit on the
2191           70cm amateur band, so you should avoid lengths that are a
2192           simple ratio of that length; essentially any multiple of 1/4
2193           of the wavelength (17.5cm).
2194           </para>
2195         </listitem>
2196       </itemizedlist>
2197     </section>
2198     <section>
2199       <title>The Barometric Sensor</title>
2200       <para>
2201         Altusmetrum altimeters measure altitude with a barometric
2202         sensor, essentially measuring the amount of air above the
2203         rocket to figure out how high it is. A large number of
2204         measurements are taken as the altimeter initializes itself to
2205         figure out the pad altitude. Subsequent measurements are then
2206         used to compute the height above the pad.
2207       </para>
2208       <para>
2209         To accurately measure atmospheric pressure, the ebay
2210         containing the altimeter must be vented outside the
2211         air-frame. The vent must be placed in a region of linear
2212         airflow, have smooth edges, and away from areas of increasing or 
2213         decreasing pressure.
2214       </para>
2215       <para>
2216         The barometric sensor in the altimeter is quite sensitive to
2217         chemical damage from the products of APCP or BP combustion, so
2218         make sure the ebay is carefully sealed from any compartment
2219         which contains ejection charges or motors.
2220       </para>
2221     </section>
2222     <section>
2223       <title>Ground Testing</title>
2224       <para>
2225         The most important aspect of any installation is careful
2226         ground testing. Bringing an air-frame up to the LCO table which
2227         hasn't been ground tested can lead to delays or ejection
2228         charges firing on the pad, or, even worse, a recovery system
2229         failure.
2230       </para>
2231       <para>
2232         Do a 'full systems' test that includes wiring up all igniters
2233         without any BP and turning on all of the electronics in flight
2234         mode. This will catch any mistakes in wiring and any residual
2235         RFI issues that might accidentally fire igniters at the wrong
2236         time. Let the air-frame sit for several minutes, checking for
2237         adequate telemetry signal strength and GPS lock.  If any igniters
2238         fire unexpectedly, find and resolve the issue before loading any
2239         BP charges!
2240       </para>
2241       <para>
2242         Ground test the ejection charges. Prepare the rocket for
2243         flight, loading ejection charges and igniters. Completely
2244         assemble the air-frame and then use the 'Fire Igniters'
2245         interface through a TeleDongle to command each charge to
2246         fire. Make sure the charge is sufficient to robustly separate
2247         the air-frame and deploy the recovery system.
2248       </para>
2249     </section>
2250   </chapter>
2251   <chapter>
2252     <title>Updating Device Firmware</title>
2253     <para>
2254       The big concept to understand is that you have to use a
2255       TeleDongle as a programmer to update a TeleMetrum or TeleMini,
2256       and a TeleMetrum or other TeleDongle to program the TeleDongle
2257       Due to limited memory resources in the cc1111, we don't support
2258       programming directly over USB. 
2259     </para>
2260     <para>
2261       You may wish to begin by ensuring you have current firmware images.
2262       These are distributed as part of the AltOS software bundle that
2263       also includes the AltosUI ground station program.  Newer ground
2264       station versions typically work fine with older firmware versions,
2265       so you don't need to update your devices just to try out new
2266       software features.  You can always download the most recent
2267       version from <ulink url="http://www.altusmetrum.org/AltOS/"/>.
2268     </para>
2269     <para>
2270       We recommend updating the altimeter first, before updating TeleDongle.
2271     </para>
2272     <section>
2273       <title>Updating TeleMetrum Firmware</title>
2274       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2275         <listitem>
2276           <para>
2277           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
2278           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
2279           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
2280           </para>
2281         </listitem>
2282         <listitem>
2283           <para>
2284           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2285           to the circuit board.
2286           </para>
2287         </listitem>
2288         <listitem>
2289           <para>
2290           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
2291           matching connector on the TeleDongle, and the 4-pin end to the
2292           matching connector on the TeleMetrum.
2293           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
2294           goes through a hole in the PC board when you have the cable
2295           oriented correctly.
2296           </para>
2297         </listitem>
2298         <listitem>
2299           <para>
2300           Attach a battery to the TeleMetrum board.
2301           </para>
2302         </listitem>
2303         <listitem>
2304           <para>
2305           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
2306           up the TeleMetrum.
2307           </para>
2308         </listitem>
2309         <listitem>
2310           <para>
2311           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2312           </para>
2313         </listitem>
2314         <listitem>
2315           <para>
2316           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
2317           programming device.
2318           </para>
2319         </listitem>
2320         <listitem>
2321           <para>
2322           Select the image you want put on the TeleMetrum, which should have a
2323           name in the form telemetrum-v1.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
2324         in the default directory, if not you may have to poke around
2325         your system to find it.
2326           </para>
2327         </listitem>
2328         <listitem>
2329           <para>
2330           Make sure the configuration parameters are reasonable
2331           looking. If the serial number and/or RF configuration
2332           values aren't right, you'll need to change them.
2333           </para>
2334         </listitem>
2335         <listitem>
2336           <para>
2337           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2338           the TeleMetrum with new firmware, showing a progress bar.
2339           </para>
2340         </listitem>
2341         <listitem>
2342           <para>
2343           Confirm that the TeleMetrum board seems to have updated OK, which you
2344           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
2345           to connect to the board and issue the 'v' command to check
2346           the version, etc.
2347           </para>
2348         </listitem>
2349         <listitem>
2350           <para>
2351           If something goes wrong, give it another try.
2352           </para>
2353         </listitem>
2354       </orderedlist>
2355     </section>
2356     <section>
2357       <title>Updating TeleMini Firmware</title>
2358       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2359         <listitem>
2360 <para>
2361           You'll need a special 'programming cable' to reprogram the
2362           TeleMini. It's available on the Altus Metrum web store, or
2363           you can make your own using an 8-pin MicroMaTch connector on
2364           one end and a set of four pins on the other.
2365         </para>
2366 </listitem>
2367         <listitem>
2368 <para>
2369           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2370           to the circuit board.
2371         </para>
2372 </listitem>
2373         <listitem>
2374 <para>
2375           Plug the 8-pin end of the programming cable to the matching
2376           connector on the TeleDongle, and the 4-pins into the holes
2377           in the TeleMini circuit board.  Note that the MicroMaTch
2378           connector has an alignment pin that goes through a hole in
2379           the PC board when you have the cable oriented correctly, and
2380           that pin 1 on the TeleMini board is marked with a square pad
2381           while the other pins have round pads.
2382         </para>
2383 </listitem>
2384         <listitem>
2385 <para>
2386           Attach a battery to the TeleMini board.
2387         </para>
2388 </listitem>
2389         <listitem>
2390 <para>
2391           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
2392           up the TeleMini
2393         </para>
2394 </listitem>
2395         <listitem>
2396 <para>
2397           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2398         </para>
2399 </listitem>
2400         <listitem>
2401 <para>
2402           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
2403           programming device.
2404         </para>
2405 </listitem>
2406         <listitem>
2407 <para>
2408           Select the image you want put on the TeleMini, which should have a
2409           name in the form telemini-v1.0-1.0.0.ihx.  It should be visible
2410         in the default directory, if not you may have to poke around
2411         your system to find it.
2412         </para>
2413 </listitem>
2414         <listitem>
2415 <para>
2416           Make sure the configuration parameters are reasonable
2417           looking. If the serial number and/or RF configuration
2418           values aren't right, you'll need to change them.
2419         </para>
2420 </listitem>
2421         <listitem>
2422 <para>
2423           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2424           the TeleMini with new firmware, showing a progress bar.
2425         </para>
2426 </listitem>
2427         <listitem>
2428 <para>
2429           Confirm that the TeleMini board seems to have updated OK, which you
2430           can do by configuring it over the radio link through the TeleDongle, or
2431           letting it come up in "flight" mode and listening for telemetry.
2432         </para>
2433 </listitem>
2434         <listitem>
2435 <para>
2436           If something goes wrong, give it another try.
2437         </para>
2438 </listitem>
2439       </orderedlist>
2440     </section>
2441     <section>
2442       <title>Updating TeleDongle Firmware</title>
2443       <para>
2444         Updating TeleDongle's firmware is just like updating TeleMetrum or TeleMini
2445         firmware, but you use either a TeleMetrum or another TeleDongle as the programmer.
2446         </para>
2447       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2448         <listitem>
2449 <para>
2450           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
2451           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
2452           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
2453         </para>
2454 </listitem>
2455         <listitem>
2456 <para>
2457           Find the USB cable that you got as part of the starter kit, and
2458           plug the "mini" end in to the mating connector on TeleMetrum or TeleDongle.
2459         </para>
2460 </listitem>
2461         <listitem>
2462 <para>
2463           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2464           to the circuit board.
2465         </para>
2466 </listitem>
2467         <listitem>
2468 <para>
2469           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
2470           matching connector on the programmer, and the 4-pin end to the
2471           matching connector on the TeleDongle.
2472           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
2473           goes through a hole in the PC board when you have the cable
2474           oriented correctly.
2475         </para>
2476 </listitem>
2477         <listitem>
2478 <para>
2479           Attach a battery to the TeleMetrum board if you're using one.
2480         </para>
2481 </listitem>
2482         <listitem>
2483 <para>
2484           Plug both the programmer and the TeleDongle into your computer's USB
2485           ports, and power up the programmer.
2486         </para>
2487 </listitem>
2488         <listitem>
2489 <para>
2490           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2491         </para>
2492 </listitem>
2493         <listitem>
2494 <para>
2495           Pick the programmer device from the list, identifying it as the
2496           programming device.
2497         </para>
2498 </listitem>
2499         <listitem>
2500 <para>
2501           Select the image you want put on the TeleDongle, which should have a
2502           name in the form teledongle-v0.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
2503         in the default directory, if not you may have to poke around
2504         your system to find it.
2505         </para>
2506 </listitem>
2507         <listitem>
2508 <para>
2509           Make sure the configuration parameters are reasonable
2510           looking. If the serial number and/or RF configuration
2511           values aren't right, you'll need to change them.  The TeleDongle
2512           serial number is on the "bottom" of the circuit board, and can
2513           usually be read through the translucent blue plastic case without
2514           needing to remove the board from the case.
2515         </para>
2516 </listitem>
2517         <listitem>
2518 <para>
2519           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2520           the TeleDongle with new firmware, showing a progress bar.
2521         </para>
2522 </listitem>
2523         <listitem>
2524 <para>
2525           Confirm that the TeleDongle board seems to have updated OK, which you
2526           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
2527           to connect to the board and issue the 'v' command to check
2528           the version, etc.  Once you're happy, remove the programming cable
2529           and put the cover back on the TeleDongle.
2530         </para>
2531 </listitem>
2532         <listitem>
2533 <para>
2534           If something goes wrong, give it another try.
2535         </para>
2536 </listitem>
2537       </orderedlist>
2538       <para>
2539         Be careful removing the programming cable from the locking 8-pin
2540         connector on TeleMetrum.  You'll need a fingernail or perhaps a thin
2541         screwdriver or knife blade to gently pry the locking ears out
2542         slightly to extract the connector.  We used a locking connector on
2543         TeleMetrum to help ensure that the cabling to companion boards
2544         used in a rocket don't ever come loose accidentally in flight.
2545       </para>
2546     </section>
2547   </chapter>
2548   <chapter>
2549     <title>Hardware Specifications</title>
2550     <section>
2551       <title>TeleMetrum Specifications</title>
2552       <itemizedlist>
2553         <listitem>
2554           <para>
2555             Recording altimeter for model rocketry.
2556           </para>
2557         </listitem>
2558         <listitem>
2559           <para>
2560             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2561           </para>
2562         </listitem>
2563         <listitem>
2564           <para>
2565             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2566           </para>
2567         </listitem>
2568         <listitem>
2569           <para>
2570             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2571           </para>
2572         </listitem>
2573         <listitem>
2574           <para>
2575             1-axis high-g accelerometer for motor characterization, capable of
2576             +/- 50g using default part.
2577           </para>
2578         </listitem>
2579         <listitem>
2580           <para>
2581             On-board, integrated GPS receiver with 5Hz update rate capability.
2582           </para>
2583         </listitem>
2584         <listitem>
2585           <para>
2586             On-board 1 megabyte non-volatile memory for flight data storage.
2587           </para>
2588         </listitem>
2589         <listitem>
2590           <para>
2591             USB interface for battery charging, configuration, and data recovery.
2592           </para>
2593         </listitem>
2594         <listitem>
2595           <para>
2596             Fully integrated support for Li-Po rechargeable batteries.
2597           </para>
2598         </listitem>
2599         <listitem>
2600           <para>
2601             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2602             optional separate pyro battery if needed.
2603           </para>
2604         </listitem>
2605         <listitem>
2606           <para>
2607             2.75 x 1 inch board designed to fit inside 29mm air-frame coupler tube.
2608           </para>
2609         </listitem>
2610       </itemizedlist>
2611     </section>
2612     <section>
2613       <title>TeleMini Specifications</title>
2614       <itemizedlist>
2615         <listitem>
2616           <para>
2617             Recording altimeter for model rocketry.
2618           </para>
2619         </listitem>
2620         <listitem>
2621           <para>
2622             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2623           </para>
2624         </listitem>
2625         <listitem>
2626           <para>
2627             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2628           </para>
2629         </listitem>
2630         <listitem>
2631           <para>
2632             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2633           </para>
2634         </listitem>
2635         <listitem>
2636           <para>
2637             On-board 5 kilobyte non-volatile memory for flight data storage.
2638           </para>
2639         </listitem>
2640         <listitem>
2641           <para>
2642             RF interface for configuration, and data recovery.
2643           </para>
2644         </listitem>
2645         <listitem>
2646           <para>
2647             Support for Li-Po rechargeable batteries, using an external charger.
2648           </para>
2649         </listitem>
2650         <listitem>
2651           <para>
2652             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2653             optional separate pyro battery if needed.
2654           </para>
2655         </listitem>
2656         <listitem>
2657           <para>
2658             1.5 x .5 inch board designed to fit inside 18mm air-frame coupler tube.
2659           </para>
2660         </listitem>
2661       </itemizedlist>
2662     </section>
2663   </chapter>
2664   <chapter>
2665     <title>FAQ</title>
2666       <para>
2667         TeleMetrum seems to shut off when disconnected from the
2668         computer.  Make sure the battery is adequately charged.  Remember the
2669         unit will pull more power than the USB port can deliver before the
2670         GPS enters "locked" mode.  The battery charges best when TeleMetrum
2671         is turned off.
2672       </para>
2673       <para>
2674         It's impossible to stop the TeleDongle when it's in "p" mode, I have
2675         to unplug the USB cable?  Make sure you have tried to "escape out" of
2676         this mode.  If this doesn't work the reboot procedure for the
2677         TeleDongle *is* to simply unplug it. 'cu' however will retain it's
2678         outgoing buffer IF your "escape out" ('~~') does not work.
2679         At this point using either 'ao-view' (or possibly
2680         'cutemon') instead of 'cu' will 'clear' the issue and allow renewed
2681         communication.
2682       </para>
2683       <para>
2684         The amber LED (on the TeleMetrum) lights up when both
2685         battery and USB are connected. Does this mean it's charging?
2686         Yes, the yellow LED indicates the charging at the 'regular' rate.
2687         If the led is out but the unit is still plugged into a USB port,
2688         then the battery is being charged at a 'trickle' rate.
2689       </para>
2690       <para>
2691         There are no "dit-dah-dah-dit" sound or lights like the manual mentions?
2692         That's the "pad" mode.  Weak batteries might be the problem.
2693         It is also possible that the TeleMetrum is horizontal and the output
2694         is instead a "dit-dit" meaning 'idle'. For TeleMini, it's possible that
2695         it received a command packet which would have left it in "pad" mode.
2696       </para>
2697       <para>
2698         How do I save flight data?
2699         Live telemetry is written to file(s) whenever AltosUI is connected
2700         to the TeleDongle.  The file area defaults to ~/TeleMetrum
2701         but is easily changed using the menus in AltosUI. The files that
2702         are written end in '.telem'. The after-flight
2703         data-dumped files will end in .eeprom and represent continuous data
2704         unlike the .telem files that are subject to losses
2705         along the RF data path.
2706         See the above instructions on what and how to save the eeprom stored
2707         data after physically retrieving your altimeter.  Make sure to save
2708         the on-board data after each flight; while the TeleMetrum can store
2709         multiple flights, you never know when you'll lose the altimeter...
2710       </para>
2711   </chapter>
2712   <appendix>
2713     <title>Notes for Older Software</title>
2714     <para>
2715       <emphasis>
2716       Before AltosUI was written, using Altus Metrum devices required
2717       some finesse with the Linux command line. There was a limited
2718       GUI tool, ao-view, which provided functionality similar to the
2719       Monitor Flight window in AltosUI, but everything else was a
2720       fairly 80's experience. This appendix includes documentation for
2721       using that software.
2722       </emphasis>
2723     </para>
2724     <para>
2725       Both TeleMetrum and TeleDongle can be directly communicated
2726       with using USB ports. The first thing you should try after getting
2727       both units plugged into to your computer's USB port(s) is to run
2728       'ao-list' from a terminal-window to see what port-device-name each
2729       device has been assigned by the operating system.
2730       You will need this information to access the devices via their
2731       respective on-board firmware and data using other command line
2732       programs in the AltOS software suite.
2733     </para>
2734     <para>
2735       TeleMini can be communicated with through a TeleDongle device
2736       over the radio link. When first booted, TeleMini listens for a
2737       TeleDongle device and if it receives a packet, it goes into
2738       'idle' mode. Otherwise, it goes into 'pad' mode and waits to be
2739       launched. The easiest way to get it talking is to start the
2740       communication link on the TeleDongle and the power up the
2741       TeleMini board.
2742     </para>
2743     <para>
2744       To access the device's firmware for configuration you need a terminal
2745       program such as you would use to talk to a modem.  The software
2746       authors prefer using the program 'cu' which comes from the UUCP package
2747       on most Unix-like systems such as Linux.  An example command line for
2748       cu might be 'cu -l /dev/ttyACM0', substituting the correct number
2749       indicated from running the
2750       ao-list program.  Another reasonable terminal program for Linux is
2751       'cutecom'.  The default 'escape'
2752       character used by CU (i.e. the character you use to
2753       issue commands to cu itself instead of sending the command as input
2754       to the connected device) is a '~'. You will need this for use in
2755       only two different ways during normal operations. First is to exit
2756       the program by sending a '~.' which is called a 'escape-disconnect'
2757       and allows you to close-out from 'cu'. The
2758       second use will be outlined later.
2759     </para>
2760     <para>
2761       All of the Altus Metrum devices share the concept of a two level
2762       command set in their firmware.
2763       The first layer has several single letter commands. Once
2764       you are using 'cu' (or 'cutecom') sending (typing) a '?'
2765       returns a full list of these
2766       commands. The second level are configuration sub-commands accessed
2767       using the 'c' command, for
2768       instance typing 'c?' will give you this second level of commands
2769       (all of which require the
2770       letter 'c' to access).  Please note that most configuration options
2771       are stored only in Flash memory; TeleDongle doesn't provide any storage
2772       for these options and so they'll all be lost when you unplug it.
2773     </para>
2774     <para>
2775       Try setting these configuration ('c' or second level menu) values.  A good
2776       place to start is by setting your call sign.  By default, the boards
2777       use 'N0CALL' which is cute, but not exactly legal!
2778       Spend a few minutes getting comfortable with the units, their
2779       firmware, and 'cu' (or possibly 'cutecom').
2780       For instance, try to send
2781       (type) a 'c r 2' and verify the channel change by sending a 'c s'.
2782       Verify you can connect and disconnect from the units while in your
2783       terminal program by sending the escape-disconnect mentioned above.
2784     </para>
2785         <para>
2786           To set the radio frequency, use the 'c R' command to specify the
2787           radio transceiver configuration parameter. This parameter is computed
2788           using the desired frequency, 'F', the radio calibration parameter, 'C' (showed by the 'c s' command) and
2789           the standard calibration reference frequency, 'S', (normally 434.550MHz):
2790           <programlisting>
2791             R = F / S * C
2792           </programlisting>
2793           Round the result to the nearest integer value.
2794           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2795           change to the parameter block in the on-board flash on
2796           your altimeter board if you want the change to stay in place across reboots.
2797         </para>
2798         <para>
2799           To set the apogee delay, use the 'c d' command.
2800           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2801           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2802         </para>
2803         <para>
2804           To set the main deployment altitude, use the 'c m' command.
2805           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2806           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2807         </para>
2808         <para>
2809           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2810           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2811           command to generate a CW carrier.  Wait for the transmitter temperature
2812           to stabilize and the frequency to settle down.
2813           Then, divide 434.550 MHz by the
2814           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2815           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2816           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2817           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2818           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2819           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2820           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2821         </para>
2822     <para>
2823       Note that the 'reboot' command, which is very useful on the altimeters,
2824       will likely just cause problems with the dongle.  The *correct* way
2825       to reset the dongle is just to unplug and re-plug it.
2826     </para>
2827     <para>
2828       A fun thing to do at the launch site and something you can do while
2829       learning how to use these units is to play with the radio link access
2830       between an altimeter and the TeleDongle.  Be aware that you *must* create
2831       some physical separation between the devices, otherwise the link will
2832       not function due to signal overload in the receivers in each device.
2833     </para>
2834     <para>
2835       Now might be a good time to take a break and read the rest of this
2836       manual, particularly about the two "modes" that the altimeters
2837       can be placed in. TeleMetrum uses the position of the device when booting
2838       up will determine whether the unit is in "pad" or "idle" mode. TeleMini
2839       enters "idle" mode when it receives a command packet within the first 5 seconds
2840       of being powered up, otherwise it enters "pad" mode.
2841     </para>
2842     <para>
2843       You can access an altimeter in idle mode from the TeleDongle's USB
2844       connection using the radio link
2845       by issuing a 'p' command to the TeleDongle. Practice connecting and
2846       disconnecting ('~~' while using 'cu') from the altimeter.  If
2847       you cannot escape out of the "p" command, (by using a '~~' when in
2848       CU) then it is likely that your kernel has issues.  Try a newer version.
2849     </para>
2850     <para>
2851       Using this radio link allows you to configure the altimeter, test
2852       fire e-matches and igniters from the flight line, check pyro-match
2853       continuity and so forth. You can leave the unit turned on while it
2854       is in 'idle mode' and then place the
2855       rocket vertically on the launch pad, walk away and then issue a
2856       reboot command.  The altimeter will reboot and start sending data
2857       having changed to the "pad" mode. If the TeleDongle is not receiving
2858       this data, you can disconnect 'cu' from the TeleDongle using the
2859       procedures mentioned above and THEN connect to the TeleDongle from
2860       inside 'ao-view'. If this doesn't work, disconnect from the
2861       TeleDongle, unplug it, and try again after plugging it back in.
2862     </para>
2863     <para>
2864       In order to reduce the chance of accidental firing of pyrotechnic
2865       charges, the command to fire a charge is intentionally somewhat
2866       difficult to type, and the built-in help is slightly cryptic to
2867       prevent accidental echoing of characters from the help text back at
2868       the board from firing a charge.  The command to fire the apogee
2869       drogue charge is 'i DoIt drogue' and the command to fire the main
2870       charge is 'i DoIt main'.
2871     </para>
2872     <para>
2873       On TeleMetrum, the GPS will eventually find enough satellites, lock in on them,
2874       and 'ao-view' will both auditorily announce and visually indicate
2875       that GPS is ready.
2876       Now you can launch knowing that you have a good data path and
2877       good satellite lock for flight data and recovery.  Remember
2878       you MUST tell ao-view to connect to the TeleDongle explicitly in
2879       order for ao-view to be able to receive data.
2880     </para>
2881     <para>
2882       The altimeters provide RDF (radio direction finding) tones on
2883       the pad, during descent and after landing. These can be used to
2884       locate the rocket using a directional antenna; the signal
2885       strength providing an indication of the direction from receiver to rocket.
2886     </para>
2887     <para>
2888       TeleMetrum also provides GPS tracking data, which can further simplify
2889       locating the rocket once it has landed. (The last good GPS data
2890       received before touch-down will be on the data screen of 'ao-view'.)
2891     </para>
2892     <para>
2893       Once you have recovered the rocket you can download the eeprom
2894       contents using either 'ao-dumplog' (or possibly 'ao-eeprom'), over
2895       either a USB cable or over the radio link using TeleDongle.
2896       And by following the man page for 'ao-postflight' you can create
2897       various data output reports, graphs, and even KML data to see the
2898       flight trajectory in Google-earth. (Moving the viewing angle making
2899       sure to connect the yellow lines while in Google-earth is the proper
2900       technique.)
2901     </para>
2902     <para>
2903       As for ao-view.... some things are in the menu but don't do anything
2904       very useful.  The developers have stopped working on ao-view to focus
2905       on a new, cross-platform ground station program.  So ao-view may or
2906       may not be updated in the future.  Mostly you just use
2907       the Log and Device menus.  It has a wonderful display of the incoming
2908       flight data and I am sure you will enjoy what it has to say to you
2909       once you enable the voice output!
2910     </para>
2911   </appendix>
2912   <appendix>
2913     <title>Drill Templates</title>
2914     <para>
2915       These images, when printed, provide precise templates for the
2916       mounting holes in Altus Metrum flight computers
2917     </para>
2918     <section>
2919       <title>TeleMetrum template</title>
2920       <para>
2921         TeleMetrum has overall dimensions of 1.000 x 2.750 inches, and the
2922         mounting holes are sized for use with 4-40 or M3 screws.
2923       </para>
2924       <mediaobject id="TeleMetrumTemplate">
2925         <imageobject>
2926           <imagedata format="SVG" fileref="telemetrum.svg"/>
2927         </imageobject>
2928       </mediaobject>
2929     </section>
2930     <section>
2931       <title>TeleMini template</title>
2932       <para>
2933         TeleMini has overall dimensions of 0.500 x 1.500 inches, and the
2934         mounting holes are sized for use with 2-56 or M2 screws.
2935       </para>
2936       <mediaobject id="TeleMiniTemplate">
2937         <imageobject>
2938           <imagedata format="SVG" fileref="telemini.svg"/>
2939         </imageobject>
2940       </mediaobject>
2941     </section>
2942   </appendix>
2943   <appendix>
2944       <title>Calibration</title>
2945       <para>
2946         There are only two calibrations required for a TeleMetrum board, and
2947         only one for TeleDongle and TeleMini.  All boards are shipped from
2948         the factory pre-calibrated, but the procedures are documented here
2949         in case they are ever needed.  Re-calibration is not supported by
2950         AltosUI, you must connect to the board with a serial terminal program
2951         and interact directly with the on-board command interpreter to effect
2952         calibration.
2953       </para>
2954       <section>
2955         <title>Radio Frequency</title>
2956         <para>
2957           The radio frequency is synthesized from a clock based on the 48 MHz
2958           crystal on the board.  The actual frequency of this oscillator 
2959           must be measured to generate a calibration constant.  While our 
2960           GFSK modulation
2961           bandwidth is wide enough to allow boards to communicate even when
2962           their oscillators are not on exactly the same frequency, performance
2963           is best when they are closely matched.
2964           Radio frequency calibration requires a calibrated frequency counter.
2965           Fortunately, once set, the variation in frequency due to aging and
2966           temperature changes is small enough that re-calibration by customers
2967           should generally not be required.
2968         </para>
2969         <para>
2970           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2971           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2972           command in the on-board command interpreter to generate a CW 
2973           carrier.  For TeleMetrum, this is best done over USB.  For TeleMini,
2974           note that the only way to escape the 'C' command is via power cycle
2975           since the board will no longer be listening for commands once it
2976           starts generating a CW carrier.
2977         </para>
2978         <para>
2979           Wait for the transmitter temperature to stabilize and the frequency 
2980           to settle down.  Then, divide 434.550 MHz by the
2981           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2982           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2983           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2984           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2985           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2986           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2987           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2988         </para>
2989         <para>
2990           Note that any time you re-do the radio frequency calibration, the
2991           radio frequency is reset to the default 434.550 Mhz.  If you want
2992           to use another frequency, you will have to set that again after
2993           calibration is completed.
2994         </para>
2995       </section>
2996       <section>
2997         <title>TeleMetrum Accelerometer</title>
2998         <para>
2999           The TeleMetrum accelerometer we use has its own 5 volt power 
3000           supply and
3001           the output must be passed through a resistive voltage divider to match
3002           the input of our 3.3 volt ADC.  This means that unlike the barometric
3003           sensor, the output of the acceleration sensor is not ratio-metric to
3004           the ADC converter, and calibration is required.  Explicitly 
3005           calibrating the accelerometers also allows us to load any device
3006           from a Freescale family that includes at least +/- 40g, 50g, 100g, 
3007           and 200g parts.  Using gravity,
3008           a simple 2-point calibration yields acceptable results capturing both
3009           the different sensitivities and ranges of the different accelerometer
3010           parts and any variation in power supply voltages or resistor values
3011           in the divider network.
3012         </para>
3013         <para>
3014           To calibrate the acceleration sensor, use the 'c a 0' command.  You
3015           will be prompted to orient the board vertically with the UHF antenna
3016           up and press a key, then to orient the board vertically with the
3017           UHF antenna down and press a key.  Note that the accuracy of this
3018           calibration depends primarily on how perfectly vertical and still
3019           the board is held during the cal process.  As with all 'c' 
3020           sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
3021           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
3022         </para>
3023         <para>
3024           The +1g and -1g calibration points are included in each telemetry
3025           frame and are part of the header stored in onboard flash to be
3026           downloaded after flight.  We always store and return raw ADC 
3027           samples for each sensor... so nothing is permanently "lost" or 
3028           "damaged" if the calibration is poor.
3029         </para>
3030         <para>
3031          In the unlikely event an accel cal goes badly, it is possible
3032          that TeleMetrum may always come up in 'pad mode' and as such not be
3033          listening to either the USB or radio link.  If that happens,
3034          there is a special hook in the firmware to force the board back
3035          in to 'idle mode' so you can re-do the cal.  To use this hook, you
3036          just need to ground the SPI clock pin at power-on.  This pin is
3037          available as pin 2 on the 8-pin companion connector, and pin 1 is
3038          ground.  So either carefully install a fine-gauge wire jumper
3039          between the two pins closest to the index hole end of the 8-pin
3040          connector, or plug in the programming cable to the 8-pin connector
3041          and use a small screwdriver or similar to short the two pins closest
3042          to the index post on the 4-pin end of the programming cable, and
3043          power up the board.  It should come up in 'idle mode' (two beeps),
3044          allowing a re-cal.
3045         </para>
3046       </section>
3047   </appendix>
3048   <appendix>
3049     <title>Release Notes</title>
3050     <simplesect>
3051       <title>Version 1.3</title>
3052       <xi:include
3053           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3054           href="release-notes-1.3.xsl"
3055           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3056     </simplesect>
3057     <simplesect>
3058       <title>Version 1.2.1</title>
3059       <xi:include
3060           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3061           href="release-notes-1.2.1.xsl"
3062           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3063     </simplesect>
3064     <simplesect>
3065       <title>Version 1.2</title>
3066       <xi:include
3067           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3068           href="release-notes-1.2.xsl"
3069           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3070     </simplesect>
3071     <simplesect>
3072       <title>Version 1.1.1</title>
3073       <xi:include
3074           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3075           href="release-notes-1.1.1.xsl"
3076           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3077     </simplesect>
3078     <simplesect>
3079       <title>Version 1.1</title>
3080       <xi:include
3081           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3082           href="release-notes-1.1.xsl"
3083           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3084     </simplesect>
3085     <simplesect>
3086       <title>Version 1.0.1</title>
3087       <xi:include
3088           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3089           href="release-notes-1.0.1.xsl"
3090           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3091     </simplesect>
3092     <simplesect>
3093       <title>Version 0.9.2</title>
3094       <xi:include
3095           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3096           href="release-notes-0.9.2.xsl"
3097           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3098     </simplesect>
3099     <simplesect>
3100       <title>Version 0.9</title>
3101       <xi:include
3102           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3103           href="release-notes-0.9.xsl"
3104           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3105     </simplesect>
3106     <simplesect>
3107       <title>Version 0.8</title>
3108       <xi:include
3109           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3110           href="release-notes-0.8.xsl"
3111           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3112     </simplesect>
3113     <simplesect>
3114       <title>Version 0.7.1</title>
3115       <xi:include
3116           xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude"
3117           href="release-notes-0.7.1.xsl"
3118           xpointer="xpointer(/article/*)"/>
3119     </simplesect>
3120   </appendix>
3121 </book>
3122
3123 <!-- LocalWords: Altusmetrum
3124 -->