more tweaking
[fw/altos] / doc / altusmetrum.xsl
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.5//EN"
3   "/usr/share/xml/docbook/schema/dtd/4.5/docbookx.dtd">
4 <book>
5   <title>The Altus Metrum System</title>
6   <subtitle>An Owner's Manual for TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle Devices</subtitle>
7   <bookinfo>
8     <author>
9       <firstname>Bdale</firstname>
10       <surname>Garbee</surname>
11     </author>
12     <author>
13       <firstname>Keith</firstname>
14       <surname>Packard</surname>
15     </author>
16     <author>
17       <firstname>Bob</firstname>
18       <surname>Finch</surname>
19     </author>
20     <author>
21       <firstname>Anthony</firstname>
22       <surname>Towns</surname>
23     </author>
24     <copyright>
25       <year>2011</year>
26       <holder>Bdale Garbee and Keith Packard</holder>
27     </copyright>
28     <legalnotice>
29       <para>
30         This document is released under the terms of the
31         <ulink url="">
32           Creative Commons ShareAlike 3.0
33         </ulink>
34         license.
35       </para>
36     </legalnotice>
37     <revhistory>
38       <revision>
39         <revnumber>1.0</revnumber>
40         <date>24 August 2011</date>
41         <revremark>
42           Updated for software version 1.0.  Note that 1.0 represents a
43           telemetry format change, meaning both ends of a link 
44           (TeleMetrum/TeleMini and TeleDongle) must be updated or 
45           communications will fail.
46         </revremark>
47       </revision>
48       <revision>
49         <revnumber>0.9</revnumber>
50         <date>18 January 2011</date>
51         <revremark>
52           Updated for software version 0.9.  Note that 0.9 represents a
53           telemetry format change, meaning both ends of a link (TeleMetrum and
54           TeleDongle) must be updated or communications will fail.
55         </revremark>
56       </revision>
57       <revision>
58         <revnumber>0.8</revnumber>
59         <date>24 November 2010</date>
60         <revremark>Updated for software version 0.8 </revremark>
61       </revision>
62     </revhistory>
63   </bookinfo>
64   <acknowledgements>
65     <para>
66       Thanks to Bob Finch, W9YA, NAR 12965, TRA 12350 for writing "The
67       Mere-Mortals Quick Start/Usage Guide to the Altus Metrum Starter
68       Kit" which formed the basis of the original Getting Started chapter 
69       in this manual.  Bob was one of our first customers for a production
70       TeleMetrum, and his continued enthusiasm and contributions
71       are immensely gratifying and highly appreciated!
72     </para>
73     <para>
74       And thanks to Anthony (AJ) Towns for major contributions including
75       the AltosUI graphing and site map code and associated documentation. 
76       Free software means that our customers and friends can become our
77       collaborators, and we certainly appreciate this level of
78       contribution!
79     </para>
80     <para>
81       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
82       out on the rocket flight line somewhere.
83       <literallayout>
84 Bdale Garbee, KB0G
85 NAR #87103, TRA #12201
87 Keith Packard, KD7SQG
88 NAR #88757, TRA #12200
89       </literallayout>
90     </para>
91   </acknowledgements>
92   <chapter>
93     <title>Introduction and Overview</title>
94     <para>
95       Welcome to the Altus Metrum community!  Our circuits and software reflect
96       our passion for both hobby rocketry and Free Software.  We hope their
97       capabilities and performance will delight you in every way, but by
98       releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
99       we also hope to empower you to take as active a role in our collective
100       future as you wish!
101     </para>
102     <para>
103       The first device created for our community was TeleMetrum, a dual
104       deploy altimeter with fully integrated GPS and radio telemetry
105       as standard features, and a "companion interface" that will
106       support optional capabilities in the future.
107     </para>
108     <para>
109       The newest device is TeleMini, a dual deploy altimeter with
110       radio telemetry and radio direction finding. This device is only
111       13mm by 38mm (½ inch by 1½ inches) and can fit easily in an 18mm 
112       air-frame.
113     </para>
114     <para>
115       Complementing TeleMetrum and TeleMini is TeleDongle, a USB to RF 
116       interface for communicating with the altimeters.  Combined with your 
117       choice of antenna and
118       notebook computer, TeleDongle and our associated user interface software
119       form a complete ground station capable of logging and displaying in-flight
120       telemetry, aiding rocket recovery, then processing and archiving flight
121       data for analysis and review.
122     </para>
123     <para>
124       More products will be added to the Altus Metrum family over time, and
125       we currently envision that this will be a single, comprehensive manual
126       for the entire product family.
127     </para>
128   </chapter>
129   <chapter>
130     <title>Getting Started</title>
131     <para>
132       The first thing to do after you check the inventory of parts in your
133       "starter kit" is to charge the battery.
134     </para>
135     <para>
136       The TeleMetrum battery can be charged by plugging it into the
137       corresponding socket of the TeleMetrum and then using the USB A to
138       mini B
139       cable to plug the TeleMetrum into your computer's USB socket. The
140       TeleMetrum circuitry will charge the battery whenever it is plugged
141       in, because the TeleMetrum's on-off switch does NOT control the
142       charging circuitry.
143     </para>
144     <para>
145       When the GPS chip is initially searching for
146       satellites, TeleMetrum will consume more current than it can pull
147       from the USB port, so the battery must be attached in order to get
148       satellite lock.  Once GPS is locked, the current consumption goes back
149       down enough to enable charging while
150       running. So it's a good idea to fully charge the battery as your
151       first item of business so there is no issue getting and maintaining
152       satellite lock.  The yellow charge indicator led will go out when the
153       battery is nearly full and the charger goes to trickle charge. It
154       can take several hours to fully recharge a deeply discharged battery.
155     </para>
156     <para>
157       The TeleMini battery can be charged by disconnecting it from the
158       TeleMini board and plugging it into a standalone battery charger 
159       board, and connecting that via a USB cable to a laptop or other USB
160       power source
161     </para>
162     <para>
163       The other active device in the starter kit is the TeleDongle USB to
164       RF interface.  If you plug it in to your Mac or Linux computer it should
165       "just work", showing up as a serial port device.  Windows systems need
166       driver information that is part of the AltOS download to know that the
167       existing USB modem driver will work.  We therefore recommend installing
168       our software before plugging in TeleDongle if you are using a Windows
169       computer.  If you are using Linux and are having problems, try moving 
170       to a fresher kernel (2.6.33 or newer), as the USB serial driver had 
171       ugly bugs in some earlier versions.
172     </para>
173     <para>
174       Next you should obtain and install the AltOS software.  These include
175       the AltosUI ground station program, current firmware images for
176       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle, and a number of standalone 
177       utilities that are rarely needed.  Pre-built binary packages are 
178       available for Linux, Microsoft Windows, and recent MacOSX versions.  
179       Full source code and build instructions are also available.
180       The latest version may always be downloaded from
181       <ulink url=""/>.
182     </para>
183   </chapter>
184   <chapter>
185     <title>Handling Precautions</title>
186     <para>
187       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
188       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
189       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
190       devices, there are some precautions you must take.
191     </para>
192     <para>
193       The Lithium Polymer rechargeable batteries have an
194       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
195       much less battery mass than if we used alkaline batteries or previous
196       generation rechargeable batteries... but if they are punctured
197       or their leads are allowed to short, they can and will release their
198       energy very rapidly!
199       Thus we recommend that you take some care when handling our batteries
200       and consider giving them some extra protection in your air-frame.  We
201       often wrap them in suitable scraps of closed-cell packing foam before
202       strapping them down, for example.
203     </para>
204     <para>
205       The barometric sensors used on both TeleMetrum and TeleMini are 
206       sensitive to sunlight.  In normal TeleMetrum mounting situations, it 
207       and all of the other surface mount components
208       are "down" towards whatever the underlying mounting surface is, so
209       this is not normally a problem.  Please consider this, though, when
210       designing an installation, for example, in an air-frame with a
211       see-through plastic payload bay.  It is particularly important to
212       consider this with TeleMini, both because the baro sensor is on the
213       "top" of the board, and because many model rockets with payload bays
214       use clear plastic for the payload bay!  Replacing these with an opaque
215       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of masking
216       tape are all reasonable approaches to keep the sensor out of direct
217       sunlight.
218     </para>
219     <para>
220       The barometric sensor sampling port must be able to "breathe",
221       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
222       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
223       suitable static vent to outside air.
224     </para>
225     <para>
226       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
227       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
228       charge gasses.
229     </para>
230   </chapter>
231   <chapter>
232     <title>Hardware Overview</title>
233     <para>
234       TeleMetrum is a 1 inch by 2.75 inch circuit board.  It was designed to
235       fit inside coupler for 29mm air-frame tubing, but using it in a tube that
236       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
237       to succeed!  The presence of an accelerometer means TeleMetrum should
238       be aligned along the flight axis of the airframe, and by default the 1/4
239       wave UHF wire antenna should be on the nose-cone end of the board.  The
240       antenna wire is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
241       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
242       fin can end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
243       bay for TeleMetrum should have at least 10 inches of interior length.
244     </para>
245     <para>
246       TeleMini is a 0.5 inch by 1.5 inch circuit board.   It was designed to
247       fit inside an 18mm air-frame tube, but using it in a tube that
248       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
249       to succeed!  Since there is no accelerometer, TeleMini can be mounted
250       in any convenient orientation.  The default 1/4
251       wave UHF wire antenna attached to the center of one end of
252       the board is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
253       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
254       other end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
255       bay for TeleMini should have at least 9 inches of interior length.
256     </para>
257     <para>
258       A typical TeleMetrum or TeleMini installation involves attaching 
259       only a suitable Lithium Polymer battery, a single pole switch for 
260       power on/off, and two pairs of wires connecting e-matches for the 
261       apogee and main ejection charges.
262     </para>
263     <para>
264       By default, we use the unregulated output of the Li-Po battery directly
265       to fire ejection charges.  This works marvelously with standard
266       low-current e-matches like the J-Tek from MJG Technologies, and with
267       Quest Q2G2 igniters.  However, if you want or need to use a separate 
268       pyro battery, check out the "External Pyro Battery" section in this 
269       manual for instructions on how to wire that up. The altimeters are 
270       designed to work with an external pyro battery of no more than 15 volts.
271     </para>
272     <para>
273       Ejection charges are wired directly to the screw terminal block
274       at the aft end of the altimeter.  You'll need a very small straight 
275       blade screwdriver for these screws, such as you might find in a 
276       jeweler's screwdriver set.
277     </para>
278     <para>
279       TeleMetrum also uses the screw terminal block for the power
280       switch leads. On TeleMini, the power switch leads are soldered
281       directly to the board and can be connected directly to a switch.
282     </para>
283     <para>
284       For most air-frames, the integrated antennas are more than
285       adequate.   However, if you are installing in a carbon-fiber or
286       metal electronics bay which is opaque to RF signals, you may need to
287       use off-board external antennas instead.  In this case, you can
288       order an altimeter with an SMA connector for the UHF antenna
289       connection, and, on TeleMetrum, you can unplug the integrated GPS
290       antenna and select an appropriate off-board GPS antenna with
291       cable terminating in a U.FL connector.
292     </para>
293   </chapter>
294   <chapter>
295     <title>System Operation</title>
296     <section>
297       <title>Firmware Modes </title>
298       <para>
299         The AltOS firmware build for the altimeters has two
300         fundamental modes, "idle" and "flight".  Which of these modes
301         the firmware operates in is determined at start up time. For
302         TeleMetrum, the mode is controlled by the orientation of the
303         rocket (well, actually the board, of course...) at the time
304         power is switched on.  If the rocket is "nose up", then
305         TeleMetrum assumes it's on a rail or rod being prepared for
306         launch, so the firmware chooses flight mode.  However, if the
307         rocket is more or less horizontal, the firmware instead enters
308         idle mode.  Since TeleMini doesn't have an accelerometer we can
309         use to determine orientation, "idle" mode is selected when the
310         board receives a command packet within the first five seconds
311         of operation; if no packet is received, the board enters
312         "flight" mode.
313       </para>
314       <para>
315         At power on, you will hear three beeps or see three flashes
316         ("S" in Morse code for start up) and then a pause while
317         the altimeter completes initialization and self test, and decides 
318         which mode to enter next.
319       </para>
320       <para>
321         In flight or "pad" mode, the altimeter engages the flight
322         state machine, goes into transmit-only mode on the RF link
323         sending telemetry, and waits for launch to be detected.
324         Flight mode is indicated by an "di-dah-dah-dit" ("P" for pad)
325         on the beeper or lights, followed by beeps or flashes
326         indicating the state of the pyrotechnic igniter continuity.
327         One beep/flash indicates apogee continuity, two beeps/flashes
328         indicate main continuity, three beeps/flashes indicate both
329         apogee and main continuity, and one longer "brap" sound or
330         rapidly alternating lights indicates no continuity.  For a
331         dual deploy flight, make sure you're getting three beeps or
332         flashes before launching!  For apogee-only or motor eject
333         flights, do what makes sense.
334       </para>
335       <para>
336         If idle mode is entered, you will hear an audible "di-dit" or see 
337         two short flashes ("I" for idle), and the flight state machine is 
338         disengaged, thus no ejection charges will fire.  The altimeters also 
339         listen on the RF link when in idle mode for requests sent via 
340         TeleDongle.  Commands can be issued to a TeleMetrum in idle mode 
341         over either
342         USB or the RF link equivalently. TeleMini only has the RF link.
343         Idle mode is useful for configuring the altimeter, for extracting data
344         from the on-board storage chip after flight, and for ground testing
345         pyro charges.
346       </para>
347       <para>
348         One "neat trick" of particular value when TeleMetrum is used with 
349         very large air-frames, is that you can power the board up while the 
350         rocket is horizontal, such that it comes up in idle mode.  Then you can
351         raise the air-frame to launch position, and issue a 'reset' command 
352         via TeleDongle over the RF link to cause the altimeter to reboot and 
353         come up in flight mode.  This is much safer than standing on the top 
354         step of a rickety step-ladder or hanging off the side of a launch 
355         tower with a screw-driver trying to turn on your avionics before 
356         installing igniters!
357       </para>
358     </section>
359     <section>
360       <title>GPS </title>
361       <para>
362         TeleMetrum includes a complete GPS receiver.  A complete explanation 
363         of how GPS works is beyond the scope of this manual, but the bottom 
364         line is that the TeleMetrum GPS receiver needs to lock onto at least 
365         four satellites to obtain a solid 3 dimensional position fix and know
366         what time it is.
367       </para>
368       <para>
369         TeleMetrum provides backup power to the GPS chip any time a 
370         battery is connected.  This allows the receiver to "warm start" on
371         the launch rail much faster than if every power-on were a GPS 
372         "cold start".  In typical operations, powering up TeleMetrum
373         on the flight line in idle mode while performing final air-frame
374         preparation will be sufficient to allow the GPS receiver to cold
375         start and acquire lock.  Then the board can be powered down during
376         RSO review and installation on a launch rod or rail.  When the board
377         is turned back on, the GPS system should lock very quickly, typically
378         long before igniter installation and return to the flight line are
379         complete.
380       </para>
381     </section>
382     <section>
383       <title>Controlling An Altimeter Over The Radio Link</title>
384       <para>
385         One of the unique features of the Altus Metrum system is
386         the ability to create a two way command link between TeleDongle
387         and an altimeter using the digital radio transceivers built into
388         each device. This allows you to interact with the altimeter from
389         afar, as if it were directly connected to the computer.
390       </para>
391       <para>
392         Any operation which can be performed with TeleMetrum can
393         either be done with TeleMetrum directly connected to the
394         computer via the USB cable, or through the radio
395         link. TeleMini doesn't provide a USB connector and so it is
396         always communicated with over radio.  Select the appropriate 
397         TeleDongle device when the list of devices is presented and 
398         AltosUI will interact with an altimeter over the radio link.
399       </para>
400       <para>
401         One oddity in the current interface is how AltosUI selects the
402         frequency for radio communications. Instead of providing
403         an interface to specifically configure the frequency, it uses
404         whatever frequency was most recently selected for the target
405         TeleDongle device in Monitor Flight mode. If you haven't ever
406         used that mode with the TeleDongle in question, select the
407         Monitor Flight button from the top level UI, and pick the
408         appropriate TeleDongle device.  Once the flight monitoring
409         window is open, select the desired frequency and then close it
410         down again. All radio communications will now use that frequency.
411       </para>
412       <itemizedlist>
413         <listitem>
414           <para>
415             Save Flight Data—Recover flight data from the rocket without
416             opening it up.
417           </para>
418         </listitem>
419         <listitem>
420           <para>
421             Configure altimeter apogee delays or main deploy heights
422             to respond to changing launch conditions. You can also
423             'reboot' the altimeter. Use this to remotely enable the
424             flight computer by turning TeleMetrum on in "idle" mode,
425             then once the air-frame is oriented for launch, you can
426             reboot the altimeter and have it restart in pad mode
427             without having to climb the scary ladder.
428           </para>
429         </listitem>
430         <listitem>
431           <para>
432             Fire Igniters—Test your deployment charges without snaking
433             wires out through holes in the air-frame. Simply assembly the
434             rocket as if for flight with the apogee and main charges
435             loaded, then remotely command the altimeter to fire the
436             igniters.
437           </para>
438         </listitem>
439       </itemizedlist>
440       <para>
441         Operation over the radio link for configuring an altimeter, ground
442         testing igniters, and so forth uses the same RF frequencies as flight
443         telemetry.  To configure the desired TeleDongle frequency, select
444         the monitor flight tab, then use the frequency selector and 
445         close the window before performing other desired radio operations.
446       </para>
447       <para>
448         TeleMetrum only enables packet command mode in 'idle' mode, so
449         make sure you have TeleMetrum lying horizontally when you turn
450         it on. Otherwise, TeleMetrum will start in 'pad' mode ready for
451         flight and will not be listening for command packets from TeleDongle.
452       </para>
453       <para>
454         TeleMini listens for a command packet for five seconds after
455         first being turned on, if it doesn't hear anything, it enters
456         'pad' mode, ready for flight and will no longer listen for
457         command packets. The easiest way to connect to TeleMini is to
458         initiate the command and select the TeleDongle device. At this
459         point, the TeleDongle will be attempting to communicate with
460         the TeleMini. Now turn TeleMini on, and it should immediately
461         start communicating with the TeleDongle and the desired
462         operation can be performed.
463       </para>
464       <para>
465         When packet command mode is enabled, you can monitor the link
466         by watching the lights on the
467         devices. The red LED will flash each time they
468         transmit a packet while the green LED will light up
469         on TeleDongle while it is waiting to receive a packet from
470         the altimeter.
471       </para>
472     </section>
473     <section>
474       <title>Ground Testing </title>
475       <para>
476         An important aspect of preparing a rocket using electronic deployment
477         for flight is ground testing the recovery system.  Thanks
478         to the bi-directional RF link central to the Altus Metrum system,
479         this can be accomplished in a TeleMetrum or TeleMini equipped rocket 
480         with less work than you may be accustomed to with other systems.  It 
481         can even be fun!
482       </para>
483       <para>
484         Just prep the rocket for flight, then power up the altimeter
485         in "idle" mode (placing air-frame horizontal for TeleMetrum or
486         selected the Configure Altimeter tab for TeleMini).  This will cause 
487         the firmware to go into "idle" mode, in which the normal flight
488         state machine is disabled and charges will not fire without
489         manual command.  You can now command the altimeter to fire the apogee
490         or main charges from a safe distance using your computer and 
491         TeleDongle and the Fire Igniter tab to complete ejection testing.
492       </para>
493     </section>
494     <section>
495       <title>Radio Link </title>
496       <para>
497         The chip our boards are based on incorporates an RF transceiver, but
498         it's not a full duplex system... each end can only be transmitting or
499         receiving at any given moment.  So we had to decide how to manage the
500         link.
501       </para>
502       <para>
503         By design, the altimeter firmware listens for an RF connection when
504         it's in "idle mode", which
505         allows us to use the RF link to configure the rocket, do things like
506         ejection tests, and extract data after a flight without having to
507         crack open the air-frame.  However, when the board is in "flight
508         mode", the altimeter only
509         transmits and doesn't listen at all.  That's because we want to put
510         ultimate priority on event detection and getting telemetry out of
511         the rocket and out over
512         the RF link in case the rocket crashes and we aren't able to extract
513         data later...
514       </para>
515       <para>
516         We don't use a 'normal packet radio' mode like APRS because they're 
517         just too inefficient.  The GFSK modulation we use is FSK with the
518         base-band pulses passed through a
519         Gaussian filter before they go into the modulator to limit the
520         transmitted bandwidth.  When combined with the hardware forward error
521         correction support in the cc1111 chip, this allows us to have a very
522         robust 38.4 kilobit data link with only 10 milliwatts of transmit 
523         power, a whip antenna in the rocket, and a hand-held Yagi on the 
524         ground.  We've had flights to above 21k feet AGL with great reception, 
525         and calculations suggest we should be good to well over 40k feet AGL 
526         with a 5-element yagi on the ground.  We hope to fly boards to higher 
527         altitudes over time, and would of course appreciate customer feedback 
528         on performance in higher altitude flights!
529       </para>
530     </section>
531     <section>
532       <title>Configurable Parameters</title>
533       <para>
534         Configuring an Altus Metrum altimeter for flight is very
535         simple.  Even on our baro-only TeleMini board, the use of a Kalman 
536         filter means there is no need to set a "mach delay".  The few 
537         configurable parameters can all be set using AltosUI over USB or
538         or RF link via TeleDongle.
539       </para>
540       <section>
541         <title>Radio Frequencies</title>
542         <para>
543           The Altus Metrum boards support frequencies in the 70cm
544           band. By default, the configuration interface provides a
545           list of 10 common frequencies in 100kHz channels starting at
546           434.550MHz.  However, the firmware supports use of
547           any 50kHz multiple within the 70cm band. At any given
548           launch, we highly recommend coordinating who will use each
549           frequency and when to avoid interference.  And of course, both
550           altimeter and TeleDongle must be configured to the same
551           frequency to successfully communicate with each other.
552         </para>
553         <para>
554           To set the radio frequency, use the 'c R' command to specify the
555           radio transceiver configuration parameter. This parameter is computed
556           using the desired frequency, 'F', the radio calibration parameter, 'C' (showed by the 'c s' command) and
557           the standard calibration reference frequency, 'S', (normally 434.550MHz):
558           <programlisting>
559             R = F / S * C
560           </programlisting>
561           Round the result to the nearest integer value.
562           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
563           change to the parameter block in the on-board flash on
564           your altimeter board if you want the change to stay in place across reboots.
565         </para>
566       </section>
567       <section>
568         <title>Apogee Delay</title>
569         <para>
570           Apogee delay is the number of seconds after the altimeter detects flight
571           apogee that the drogue charge should be fired.  In most cases, this
572           should be left at the default of 0.  However, if you are flying
573           redundant electronics such as for an L3 certification, you may wish
574           to set one of your altimeters to a positive delay so that both
575           primary and backup pyrotechnic charges do not fire simultaneously.
576         </para>
577         <para>
578           To set the apogee delay, use the 'c d' command.
579           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
580           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
581         </para>
582         <para>
583           Please note that the Altus Metrum apogee detection algorithm
584           fires exactly at apogee.  If you are also flying an
585           altimeter like the PerfectFlite MAWD, which only supports
586           selecting 0 or 1 seconds of apogee delay, you may wish to
587           set the MAWD to 0 seconds delay and set the TeleMetrum to
588           fire your backup 2 or 3 seconds later to avoid any chance of
589           both charges firing simultaneously.  We've flown several
590           air-frames this way quite happily, including Keith's
591           successful L3 cert.
592         </para>
593       </section>
594       <section>
595         <title>Main Deployment Altitude</title>
596         <para>
597           By default, the altimeter will fire the main deployment charge at an
598           elevation of 250 meters (about 820 feet) above ground.  We think this
599           is a good elevation for most air-frames, but feel free to change this
600           to suit.  In particular, if you are flying two altimeters, you may
601           wish to set the
602           deployment elevation for the backup altimeter to be something lower
603           than the primary so that both pyrotechnic charges don't fire
604           simultaneously.
605         </para>
606         <para>
607           To set the main deployment altitude, use the 'c m' command.
608           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
609           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
610         </para>
611       </section>
612     </section>
613     <section>
614       <title>Calibration</title>
615       <para>
616         There are only two calibrations required for a TeleMetrum board, and
617         only one for TeleDongle and TeleMini.
618       </para>
619       <section>
620         <title>Radio Frequency</title>
621         <para>
622           The radio frequency is synthesized from a clock based on the 48 MHz
623           crystal on the board.  The actual frequency of this oscillator must be
624           measured to generate a calibration constant.  While our GFSK modulation
625           bandwidth is wide enough to allow boards to communicate even when
626           their oscillators are not on exactly the same frequency, performance
627           is best when they are closely matched.
628           Radio frequency calibration requires a calibrated frequency counter.
629           Fortunately, once set, the variation in frequency due to aging and
630           temperature changes is small enough that re-calibration by customers
631           should generally not be required.
632         </para>
633         <para>
634           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
635           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
636           command to generate a CW carrier.  Wait for the transmitter temperature
637           to stabilize and the frequency to settle down.
638           Then, divide 434.550 MHz by the
639           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
640           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
641           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
642           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
643           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
644           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
645           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
646         </para>
647         <para>
648           when the radio calibration value is changed, the radio
649           frequency value is reset to the same value, so you'll need
650           to recompute and reset the radio frequency value using the
651           new radio calibration value.
652         </para>
653       </section>
654       <section>
655         <title>TeleMetrum Accelerometer</title>
656         <para>
657           The TeleMetrum accelerometer we use has its own 5 volt power supply and
658           the output must be passed through a resistive voltage divider to match
659           the input of our 3.3 volt ADC.  This means that unlike the barometric
660           sensor, the output of the acceleration sensor is not ratio-metric to
661           the ADC converter, and calibration is required.  We also support the
662           use of any of several accelerometers from a Freescale family that
663           includes at least +/- 40g, 50g, 100g, and 200g parts.  Using gravity,
664           a simple 2-point calibration yields acceptable results capturing both
665           the different sensitivities and ranges of the different accelerometer
666           parts and any variation in power supply voltages or resistor values
667           in the divider network.
668         </para>
669         <para>
670           To calibrate the acceleration sensor, use the 'c a 0' command.  You
671           will be prompted to orient the board vertically with the UHF antenna
672           up and press a key, then to orient the board vertically with the
673           UHF antenna down and press a key.
674           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
675           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
676         </para>
677         <para>
678           The +1g and -1g calibration points are included in each telemetry
679           frame and are part of the header extracted by ao-dumplog after flight.
680           Note that we always store and return raw ADC samples for each
681           sensor... nothing is permanently "lost" or "damaged" if the
682           calibration is poor.
683         </para>
684         <para>
685          In the unlikely event an accel cal that goes badly, it is possible
686          that TeleMetrum may always come up in 'pad mode' and as such not be
687          listening to either the USB or radio interfaces.  If that happens,
688          there is a special hook in the firmware to force the board back
689          in to 'idle mode' so you can re-do the cal.  To use this hook, you
690          just need to ground the SPI clock pin at power-on.  This pin is
691          available as pin 2 on the 8-pin companion connector, and pin 1 is
692          ground.  So either carefully install a fine-gauge wire jumper
693          between the two pins closest to the index hole end of the 8-pin
694          connector, or plug in the programming cable to the 8-pin connector
695          and use a small screwdriver or similar to short the two pins closest
696          to the index post on the 4-pin end of the programming cable, and
697          power up the board.  It should come up in 'idle mode' (two beeps).
698         </para>
699       </section>
700     </section>
701   <section>
702     <title>Updating Device Firmware</title>
703     <para>
704       The big conceptual thing to realize is that you have to use a
705       TeleDongle as a programmer to update a TeleMetrum or TeleMini,
706       and a TeleMetrum or other TeleDongle to program the TeleDongle
707       Due to limited memory resources in the cc1111, we don't support
708       programming directly over USB.
709     </para>
710     <para>
711       You may wish to begin by ensuring you have current firmware images.
712       These are distributed as part of the AltOS software bundle that
713       also includes the AltosUI ground station program.  Newer ground
714       station versions typically work fine with older firmware versions,
715       so you don't need to update your devices just to try out new
716       software features.  You can always download the most recent
717       version from <ulink url=""/>.
718     </para>
719     <para>
720       We recommend updating the altimeter first, before updating TeleDongle.
721     </para>
722     <section>
723       <title>Updating TeleMetrum Firmware</title>
724       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
725         <listitem>
726           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
727           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
728           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
729         </listitem>
730         <listitem>
731           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
732           to the circuit board.
733         </listitem>
734         <listitem>
735           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
736           matching connector on the TeleDongle, and the 4-pin end to the
737           matching connector on the TeleMetrum.
738           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
739           goes through a hole in the PC board when you have the cable
740           oriented correctly.
741         </listitem>
742         <listitem>
743           Attach a battery to the TeleMetrum board.
744         </listitem>
745         <listitem>
746           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
747           up the TeleMetrum.
748         </listitem>
749         <listitem>
750           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
751         </listitem>
752         <listitem>
753           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
754           programming device.
755         </listitem>
756         <listitem>
757           Select the image you want put on the TeleMetrum, which should have a
758           name in the form telemetrum-v1.1-1.0.0.ihx.  It should be visible
759         in the default directory, if not you may have to poke around
760         your system to find it.
761         </listitem>
762         <listitem>
763           Make sure the configuration parameters are reasonable
764           looking. If the serial number and/or RF configuration
765           values aren't right, you'll need to change them.
766         </listitem>
767         <listitem>
768           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
769           the TeleMetrum with new firmware, showing a progress bar.
770         </listitem>
771         <listitem>
772           Confirm that the TeleMetrum board seems to have updated OK, which you
773           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
774           to connect to the board and issue the 'v' command to check
775           the version, etc.
776         </listitem>
777         <listitem>
778           If something goes wrong, give it another try.
779         </listitem>
780       </orderedlist>
781     </section>
782     <section>
783       <title>Updating TeleMini Firmware</title>
784       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
785         <listitem>
786           You'll need a special 'programming cable' to reprogram the
787           TeleMini. It's available on the Altus Metrum web store, or
788           you can make your own using an 8-pin MicroMaTch connector on
789           one end and a set of four pins on the other.
790         </listitem>
791         <listitem>
792           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
793           to the circuit board.
794         </listitem>
795         <listitem>
796           Plug the 8-pin end of the programming cable to the matching
797           connector on the TeleDongle, and the 4-pins into the holes
798           in the TeleMini circuit board.  Note that the MicroMaTch
799           connector has an alignment pin that goes through a hole in
800           the PC board when you have the cable oriented correctly, and
801           that pin 1 on the TeleMini board is marked with a square pad
802           while the other pins have round pads.
803         </listitem>
804         <listitem>
805           Attach a battery to the TeleMini board.
806         </listitem>
807         <listitem>
808           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
809           up the TeleMini
810         </listitem>
811         <listitem>
812           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
813         </listitem>
814         <listitem>
815           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
816           programming device.
817         </listitem>
818         <listitem>
819           Select the image you want put on the TeleMini, which should have a
820           name in the form telemini-v1.0-1.0.0.ihx.  It should be visible
821         in the default directory, if not you may have to poke around
822         your system to find it.
823         </listitem>
824         <listitem>
825           Make sure the configuration parameters are reasonable
826           looking. If the serial number and/or RF configuration
827           values aren't right, you'll need to change them.
828         </listitem>
829         <listitem>
830           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
831           the TeleMini with new firmware, showing a progress bar.
832         </listitem>
833         <listitem>
834           Confirm that the TeleMini board seems to have updated OK, which you
835           can do by configuring it over the RF link through the TeleDongle, or
836           letting it come up in "flight" mode and listening for telemetry.
837         </listitem>
838         <listitem>
839           If something goes wrong, give it another try.
840         </listitem>
841       </orderedlist>
842     </section>
843     <section>
844       <title>Updating TeleDongle Firmware</title>
845       <para>
846         Updating TeleDongle's firmware is just like updating TeleMetrum or TeleMini
847         firmware, but you use either a TeleMetrum or another TeleDongle as the programmer.
848         </para>
849       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
850         <listitem>
851           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
852           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
853           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
854         </listitem>
855         <listitem>
856           Find the USB cable that you got as part of the starter kit, and
857           plug the "mini" end in to the mating connector on TeleMetrum or TeleDongle.
858         </listitem>
859         <listitem>
860           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
861           to the circuit board.
862         </listitem>
863         <listitem>
864           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
865           matching connector on the programmer, and the 4-pin end to the
866           matching connector on the TeleDongle.
867           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
868           goes through a hole in the PC board when you have the cable
869           oriented correctly.
870         </listitem>
871         <listitem>
872           Attach a battery to the TeleMetrum board if you're using one.
873         </listitem>
874         <listitem>
875           Plug both the programmer and the TeleDongle into your computer's USB
876           ports, and power up the programmer.
877         </listitem>
878         <listitem>
879           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
880         </listitem>
881         <listitem>
882           Pick the programmer device from the list, identifying it as the
883           programming device.
884         </listitem>
885         <listitem>
886           Select the image you want put on the TeleDongle, which should have a
887           name in the form teledongle-v0.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
888         in the default directory, if not you may have to poke around
889         your system to find it.
890         </listitem>
891         <listitem>
892           Make sure the configuration parameters are reasonable
893           looking. If the serial number and/or RF configuration
894           values aren't right, you'll need to change them.  The TeleDongle
895           serial number is on the "bottom" of the circuit board, and can
896           usually be read through the translucent blue plastic case without
897           needing to remove the board from the case.
898         </listitem>
899         <listitem>
900           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
901           the TeleDongle with new firmware, showing a progress bar.
902         </listitem>
903         <listitem>
904           Confirm that the TeleDongle board seems to have updated OK, which you
905           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
906           to connect to the board and issue the 'v' command to check
907           the version, etc.  Once you're happy, remove the programming cable
908           and put the cover back on the TeleDongle.
909         </listitem>
910         <listitem>
911           If something goes wrong, give it another try.
912         </listitem>
913       </orderedlist>
914       <para>
915         Be careful removing the programming cable from the locking 8-pin
916         connector on TeleMetrum.  You'll need a fingernail or perhaps a thin
917         screwdriver or knife blade to gently pry the locking ears out
918         slightly to extract the connector.  We used a locking connector on
919         TeleMetrum to help ensure that the cabling to companion boards
920         used in a rocket don't ever come loose accidentally in flight.
921       </para>
922     </section>
923   </section>
925   </chapter>
926   <chapter>
928     <title>AltosUI</title>
929     <para>
930       The AltosUI program provides a graphical user interface for
931       interacting with the Altus Metrum product family, including
932       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle. AltosUI can monitor telemetry data,
933       configure TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle devices and many other
934       tasks. The primary interface window provides a selection of
935       buttons, one for each major activity in the system.  This manual
936       is split into chapters, each of which documents one of the tasks
937       provided from the top-level toolbar.
938     </para>
939     <section>
940       <title>Monitor Flight</title>
941       <subtitle>Receive, Record and Display Telemetry Data</subtitle>
942       <para>
943         Selecting this item brings up a dialog box listing all of the
944         connected TeleDongle devices. When you choose one of these,
945         AltosUI will create a window to display telemetry data as
946         received by the selected TeleDongle device.
947       </para>
948       <para>
949         All telemetry data received are automatically recorded in
950         suitable log files. The name of the files includes the current
951         date and rocket serial and flight numbers.
952       </para>
953       <para>
954         The radio frequency being monitored by the TeleDongle device is
955         displayed at the top of the window. You can configure the
956         frequency by clicking on the frequency box and selecting the desired
957         frequency. AltosUI remembers the last frequency selected for each
958         TeleDongle and selects that automatically the next time you use
959         that device.
960       </para>
961       <para>
962         Below the TeleDongle frequency selector, the window contains a few
963         significant pieces of information about the altimeter providing
964         the telemetry data stream:
965       </para>
966       <itemizedlist>
967         <listitem>
968           <para>The configured call-sign</para>
969         </listitem>
970         <listitem>
971           <para>The device serial number</para>
972         </listitem>
973         <listitem>
974           <para>The flight number. Each altimeter remembers how many
975             times it has flown.
976           </para>
977         </listitem>
978         <listitem>
979           <para>
980             The rocket flight state. Each flight passes through several
981             states including Pad, Boost, Fast, Coast, Drogue, Main and
982             Landed.
983           </para>
984         </listitem>
985         <listitem>
986           <para>
987             The Received Signal Strength Indicator value. This lets
988             you know how strong a signal TeleDongle is receiving. The
989             radio inside TeleDongle operates down to about -99dBm;
990             weaker signals may not be receivable. The packet link uses
991             error correction and detection techniques which prevent
992             incorrect data from being reported.
993           </para>
994         </listitem>
995       </itemizedlist>
996       <para>
997         Finally, the largest portion of the window contains a set of
998         tabs, each of which contain some information about the rocket.
999         They're arranged in 'flight order' so that as the flight
1000         progresses, the selected tab automatically switches to display
1001         data relevant to the current state of the flight. You can select
1002         other tabs at any time. The final 'table' tab contains all of
1003         the telemetry data in one place.
1004       </para>
1005       <section>
1006         <title>Launch Pad</title>
1007         <para>
1008           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
1009           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
1010           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
1011           whether the rocket is ready to launch:
1012           <itemizedlist>
1013             <listitem>
1014               <para>
1015                 Battery Voltage. This indicates whether the Li-Po battery
1016                 powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
1017                 the duration of the flight. A value of more than
1018                 3.7V is required for a 'GO' status.
1019               </para>
1020             </listitem>
1021             <listitem>
1022               <para>
1023                 Apogee Igniter Voltage. This indicates whether the apogee
1024                 igniter has continuity. If the igniter has a low
1025                 resistance, then the voltage measured here will be close
1026                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
1027                 required for a 'GO' status.
1028               </para>
1029             </listitem>
1030             <listitem>
1031               <para>
1032                 Main Igniter Voltage. This indicates whether the main
1033                 igniter has continuity. If the igniter has a low
1034                 resistance, then the voltage measured here will be close
1035                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
1036                 required for a 'GO' status.
1037               </para>
1038             </listitem>
1039             <listitem>
1040               <para>
1041                 On-board Data Logging. This indicates whether there is
1042                 space remaining on-board to store flight data for the
1043                 upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
1044                 to erase flights, there may not be any space
1045                 left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
1046                 on the configured maximum flight log size. TeleMini
1047                 stores only a single flight, so it will need to be
1048                 downloaded and erased after each flight to capture
1049                 data. This only affects on-board flight logging; the
1050                 altimeter will still transmit telemetry and fire
1051                 ejection charges at the proper times.
1052               </para>
1053             </listitem>
1054             <listitem>
1055               <para>
1056                 GPS Locked. For a TeleMetrum device, this indicates whether the GPS receiver is
1057                 currently able to compute position information. GPS requires
1058                 at least 4 satellites to compute an accurate position.
1059               </para>
1060             </listitem>
1061             <listitem>
1062               <para>
1063                 GPS Ready. For a TeleMetrum device, this indicates whether GPS has reported at least
1064                 10 consecutive positions without losing lock. This ensures
1065                 that the GPS receiver has reliable reception from the
1066                 satellites.
1067               </para>
1068             </listitem>
1069           </itemizedlist>
1070           <para>
1071             The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
1072             and altitude, averaging many reported positions to improve the
1073             accuracy of the fix.
1074           </para>
1075         </para>
1076       </section>
1077       <section>
1078         <title>Ascent</title>
1079         <para>
1080           This tab is shown during Boost, Fast and Coast
1081           phases. The information displayed here helps monitor the
1082           rocket as it heads towards apogee.
1083         </para>
1084         <para>
1085           The height, speed and acceleration are shown along with the
1086           maximum values for each of them. This allows you to quickly
1087           answer the most commonly asked questions you'll hear during
1088           flight.
1089         </para>
1090         <para>
1091           The current latitude and longitude reported by the TeleMetrum GPS are
1092           also shown. Note that under high acceleration, these values
1093           may not get updated as the GPS receiver loses position
1094           fix. Once the rocket starts coasting, the receiver should
1095           start reporting position again.
1096         </para>
1097         <para>
1098           Finally, the current igniter voltages are reported as in the
1099           Launch Pad tab. This can help diagnose deployment failures
1100           caused by wiring which comes loose under high acceleration.
1101         </para>
1102       </section>
1103       <section>
1104         <title>Descent</title>
1105         <para>
1106           Once the rocket has reached apogee and (we hope) activated the
1107           apogee charge, attention switches to tracking the rocket on
1108           the way back to the ground, and for dual-deploy flights,
1109           waiting for the main charge to fire.
1110         </para>
1111         <para>
1112           To monitor whether the apogee charge operated correctly, the
1113           current descent rate is reported along with the current
1114           height. Good descent rates generally range from 15-30m/s.
1115         </para>
1116         <para>
1117           For TeleMetrum altimeters, you can locate the rocket in the sky
1118           using the elevation and
1119           bearing information to figure out where to look. Elevation is
1120           in degrees above the horizon. Bearing is reported in degrees
1121           relative to true north. Range can help figure out how big the
1122           rocket will appear. Note that all of these values are relative
1123           to the pad location. If the elevation is near 90°, the rocket
1124           is over the pad, not over you.
1125         </para>
1126         <para>
1127           Finally, the igniter voltages are reported in this tab as
1128           well, both to monitor the main charge as well as to see what
1129           the status of the apogee charge is.
1130         </para>
1131       </section>
1132       <section>
1133         <title>Landed</title>
1134         <para>
1135           Once the rocket is on the ground, attention switches to
1136           recovery. While the radio signal is generally lost once the
1137           rocket is on the ground, the last reported GPS position is
1138           generally within a short distance of the actual landing location.
1139         </para>
1140         <para>
1141           The last reported GPS position is reported both by
1142           latitude and longitude as well as a bearing and distance from
1143           the launch pad. The distance should give you a good idea of
1144           whether you'll want to walk or hitch a ride. Take the reported
1145           latitude and longitude and enter them into your hand-held GPS
1146           unit and have that compute a track to the landing location.
1147         </para>
1148         <para>
1149           Both TeleMini and TeleMetrum will continue to transmit RDF
1150           tones after landing, allowing you to locate the rocket by
1151           following the radio signal. You may need to get away from
1152           the clutter of the flight line, or even get up on a hill (or
1153           your neighbor's RV) to receive the RDF signal.
1154         </para>
1155         <para>
1156           The maximum height, speed and acceleration reported
1157           during the flight are displayed for your admiring observers.
1158         </para>
1159         <para>
1160           To get more detailed information about the flight, you can
1161           click on the 'Graph Flight' button which will bring up a
1162           graph window for the current flight.
1163         </para>
1164       </section>
1165       <section>
1166         <title>Site Map</title>
1167         <para>
1168           When the TeleMetrum gets a GPS fix, the Site Map tab will map
1169           the rocket's position to make it easier for you to locate the
1170           rocket, both while it is in the air, and when it has landed. The
1171           rocket's state is indicated by color: white for pad, red for
1172           boost, pink for fast, yellow for coast, light blue for drogue,
1173           dark blue for main, and black for landed.
1174         </para>
1175         <para>
1176           The map's scale is approximately 3m (10ft) per pixel. The map
1177           can be dragged using the left mouse button. The map will attempt
1178           to keep the rocket roughly centered while data is being received.
1179         </para>
1180         <para>
1181           Images are fetched automatically via the Google Maps Static API,
1182           and are cached for reuse. If map images cannot be downloaded,
1183           the rocket's path will be traced on a dark gray background
1184           instead.
1185         </para>
1186         <para>
1187           You can pre-load images for your favorite launch sites
1188           before you leave home; check out the 'Preload Maps' section below.
1189         </para>
1190       </section>
1191     </section>
1192     <section>
1193       <title>Save Flight Data</title>
1194       <para>
1195         The altimeter records flight data to its internal flash memory.
1196         The TeleMetrum data is recorded at a much higher rate than the telemetry
1197         system can handle, and is not subject to radio drop-outs. As
1198         such, it provides a more complete and precise record of the
1199         flight. The 'Save Flight Data' button allows you to read the
1200         flash memory and write it to disk. As TeleMini has only a barometer, it
1201         records data at the same rate as the telemetry signal, but there will be
1202         no data lost due to telemetry drop-outs.
1203       </para>
1204       <para>
1205         Clicking on the 'Save Flight Data' button brings up a list of
1206         connected TeleMetrum and TeleDongle devices. If you select a
1207         TeleMetrum device, the flight data will be downloaded from that
1208         device directly. If you select a TeleDongle device, flight data
1209         will be downloaded from a TeleMetrum or TeleMini device connected via the
1210         packet command link to the specified TeleDongle. See the chapter
1211         on Packet Command Mode for more information about this.
1212       </para>
1213       <para>
1214         After the device has been selected, a dialog showing the
1215         flight data saved in the device will be shown allowing you to
1216         select which flights to download and which to delete. With
1217         version 0.9 or newer firmware, you must erase flights in order
1218         for the space they consume to be reused by another
1219         flight. This prevents you from accidentally losing flight data
1220         if you neglect to download data before flying again. Note that
1221         if there is no more space available in the device, then no
1222         data will be recorded for a flight.
1223       </para>
1224       <para>
1225         The file name for each flight log is computed automatically
1226         from the recorded flight date, altimeter serial number and
1227         flight number information.
1228       </para>
1229     </section>
1230     <section>
1231       <title>Replay Flight</title>
1232       <para>
1233         Select this button and you are prompted to select a flight
1234         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1235         .eeprom file containing flight data saved from the altimeter
1236         flash memory.
1237       </para>
1238       <para>
1239         Once a flight record is selected, the flight monitor interface
1240         is displayed and the flight is re-enacted in real time. Check
1241         the Monitor Flight chapter above to learn how this window operates.
1242       </para>
1243     </section>
1244     <section>
1245       <title>Graph Data</title>
1246       <para>
1247         Select this button and you are prompted to select a flight
1248         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1249         .eeprom file containing flight data saved from
1250         flash memory.
1251       </para>
1252       <para>
1253         Once a flight record is selected, a window with two tabs is
1254         opened. The first tab contains a graph with acceleration
1255         (blue), velocity (green) and altitude (red) of the flight are
1256         plotted and displayed, measured in metric units. The
1257         apogee(yellow) and main(magenta) igniter voltages are also
1258         displayed; high voltages indicate continuity, low voltages
1259         indicate open circuits. The second tab contains some basic
1260         flight statistics.
1261       </para>
1262       <para>
1263         The graph can be zoomed into a particular area by clicking and
1264         dragging down and to the right. Once zoomed, the graph can be
1265         reset by clicking and dragging up and to the left. Holding down
1266         control and clicking and dragging allows the graph to be panned.
1267         The right mouse button causes a pop-up menu to be displayed, giving
1268         you the option save or print the plot.
1269       </para>
1270       <para>
1271         Note that telemetry files will generally produce poor graphs
1272         due to the lower sampling rate and missed telemetry packets.
1273         Use saved flight data for graphing where possible.
1274       </para>
1275     </section>
1276     <section>
1277       <title>Export Data</title>
1278       <para>
1279         This tool takes the raw data files and makes them available for
1280         external analysis. When you select this button, you are prompted to select a flight
1281         data file (either .eeprom or .telem will do, remember that
1282         .eeprom files contain higher resolution and more continuous
1283         data). Next, a second dialog appears which is used to select
1284         where to write the resulting file. It has a selector to choose
1285         between CSV and KML file formats.
1286       </para>
1287       <section>
1288         <title>Comma Separated Value Format</title>
1289         <para>
1290           This is a text file containing the data in a form suitable for
1291           import into a spreadsheet or other external data analysis
1292           tool. The first few lines of the file contain the version and
1293           configuration information from the altimeter, then
1294           there is a single header line which labels all of the
1295           fields. All of these lines start with a '#' character which
1296           most tools can be configured to skip over.
1297         </para>
1298         <para>
1299           The remaining lines of the file contain the data, with each
1300           field separated by a comma and at least one space. All of
1301           the sensor values are converted to standard units, with the
1302           barometric data reported in both pressure, altitude and
1303           height above pad units.
1304         </para>
1305       </section>
1306       <section>
1307         <title>Keyhole Markup Language (for Google Earth)</title>
1308         <para>
1309           This is the format used by
1310           Googleearth to provide an overlay within that
1311           application. With this, you can use Googleearth to see the
1312           whole flight path in 3D.
1313         </para>
1314       </section>
1315     </section>
1316     <section>
1317       <title>Configure Altimeter</title>
1318       <para>
1319         Select this button and then select either a TeleMetrum or
1320         TeleDongle Device from the list provided. Selecting a TeleDongle
1321         device will use Packet Command Mode to configure a remote
1322         altimeter. Learn how to use this in the Packet Command
1323         Mode chapter.
1324       </para>
1325       <para>
1326         The first few lines of the dialog provide information about the
1327         connected device, including the product name,
1328         software version and hardware serial number. Below that are the
1329         individual configuration entries.
1330       </para>
1331       <para>
1332         At the bottom of the dialog, there are four buttons:
1333       </para>
1334       <itemizedlist>
1335         <listitem>
1336           <para>
1337             Save. This writes any changes to the
1338             configuration parameter block in flash memory. If you don't
1339             press this button, any changes you make will be lost.
1340           </para>
1341         </listitem>
1342         <listitem>
1343           <para>
1344             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1345             erasing any changes you have made.
1346           </para>
1347         </listitem>
1348         <listitem>
1349           <para>
1350             Reboot. This reboots the device. Use this to
1351             switch from idle to pad mode by rebooting once the rocket is
1352             oriented for flight.
1353           </para>
1354         </listitem>
1355         <listitem>
1356           <para>
1357             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1358             lost.
1359           </para>
1360         </listitem>
1361       </itemizedlist>
1362       <para>
1363         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1364       </para>
1365       <section>
1366         <title>Main Deploy Altitude</title>
1367         <para>
1368           This sets the altitude (above the recorded pad altitude) at
1369           which the 'main' igniter will fire. The drop-down menu shows
1370           some common values, but you can edit the text directly and
1371           choose whatever you like. If the apogee charge fires below
1372           this altitude, then the main charge will fire two seconds
1373           after the apogee charge fires.
1374         </para>
1375       </section>
1376       <section>
1377         <title>Apogee Delay</title>
1378         <para>
1379           When flying redundant electronics, it's often important to
1380           ensure that multiple apogee charges don't fire at precisely
1381           the same time as that can over pressurize the apogee deployment
1382           bay and cause a structural failure of the air-frame. The Apogee
1383           Delay parameter tells the flight computer to fire the apogee
1384           charge a certain number of seconds after apogee has been
1385           detected.
1386         </para>
1387       </section>
1388       <section>
1389         <title>Radio Frequency</title>
1390         <para>
1391           This configures which of the configured frequencies to use for both
1392           telemetry and packet command mode. Note that if you set this
1393           value via packet command mode, you will have to reconfigure
1394           the TeleDongle frequency before you will be able to use packet
1395           command mode again.
1396         </para>
1397       </section>
1398       <section>
1399         <title>Radio Calibration</title>
1400         <para>
1401           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1402           factory to ensure that they transmit and receive on the
1403           specified frequency. You can adjust that
1404           calibration by changing this value. To change the TeleDongle's
1405           calibration, you must reprogram the unit completely.
1406         </para>
1407       </section>
1408       <section>
1409         <title>Callsign</title>
1410         <para>
1411           This sets the call sign included in each telemetry packet. Set this
1412           as needed to conform to your local radio regulations.
1413         </para>
1414       </section>
1415       <section>
1416         <title>Maximum Flight Log Size</title>
1417         <para>
1418           This sets the space (in kilobytes) allocated for each flight
1419           log. The available space will be divided into chunks of this
1420           size. A smaller value will allow more flights to be stored,
1421           a larger value will record data from longer flights.
1422         </para>
1423         <para>
1424           During ascent, TeleMetrum records barometer and
1425           accelerometer values 100 times per second, other analog
1426           information (voltages and temperature) 6 times per second
1427           and GPS data once per second. During descent, the non-GPS
1428           data is recorded 1/10th as often. Each barometer +
1429           accelerometer record takes 8 bytes.
1430         </para>
1431         <para>
1432           The default, 192kB, will store over 200 seconds of data at
1433           the ascent rate, or over 2000 seconds of data at the descent
1434           rate. That's plenty for most flights. This leaves enough
1435           storage for five flights in a 1MB system, or 10 flights in a
1436           2MB system.
1437         </para>
1438         <para>
1439           The configuration block takes the last available block of
1440           memory, on v1.0 boards that's just 256 bytes. However, the
1441           flash part on the v1.1 boards uses 64kB for each block.
1442         </para>
1443         <para>
1444            TeleMini has 5kB of on-board storage, which is plenty for a
1445            single flight. Make sure you download and delete the data
1446            before a subsequent flight or it will not log any data.
1447         </para>
1448       </section>
1449       <section>
1450         <title>Ignite Mode</title>
1451         <para>
1452           TeleMetrum and TeleMini provide two igniter channels as they
1453           were originally designed as dual-deploy flight
1454           computers. This configuration parameter allows the two
1455           channels to be used in different configurations.
1456         </para>
1457         <itemizedlist>
1458           <listitem>
1459             <para>
1460               Dual Deploy. This is the usual mode of operation; the
1461               'apogee' channel is fired at apogee and the 'main'
1462               channel at the height above ground specified by the
1463               'Main Deploy Altitude' during descent.
1464             </para>
1465           </listitem>
1466           <listitem>
1467             <para>
1468               Redundant Apogee. This fires both channels at
1469               apogee, the 'apogee' channel first followed after a two second
1470               delay by the 'main' channel.
1471             </para>
1472           </listitem>
1473           <listitem>
1474             <para>
1475               Redundant Main. This fires both channels at the
1476               height above ground specified by the Main Deploy
1477               Altitude setting during descent. The 'apogee'
1478               channel is fired first, followed after a two second
1479               delay by the 'main' channel.
1480             </para>
1481           </listitem>
1482         </itemizedlist>
1483       </section>
1484       <section>
1485         <title>Pad Orientation</title>
1486         <para>
1487           Because it includes an accelerometer, TeleMetrum is
1488           sensitive to the orientation of the board. By default, it
1489           expects the antenna end to point forward. This parameter
1490           allows that default to be changed, permitting the board to
1491           be mounted with the antenna pointing aft instead.
1492         </para>
1493         <itemizedlist>
1494           <listitem>
1495             <para>
1496               Antenna Up. In this mode, the antenna end of the
1497               TeleMetrum board must point forward, in line with the
1498               expected flight path.
1499             </para>
1500           </listitem>
1501           <listitem>
1502             <para>
1503               Antenna Down. In this mode, the antenna end of the
1504               TeleMetrum board must point aft, in line with the
1505               expected flight path.
1506             </para>
1507           </listitem>
1508         </itemizedlist>
1509       </section>
1510     </section>
1511     <section>
1512       <title>Configure AltosUI</title>
1513       <para>
1514         This button presents a dialog so that you can configure the AltosUI global settings.
1515       </para>
1516       <section>
1517         <title>Voice Settings</title>
1518         <para>
1519           AltosUI provides voice announcements during flight so that you
1520           can keep your eyes on the sky and still get information about
1521           the current flight status. However, sometimes you don't want
1522           to hear them.
1523         </para>
1524         <itemizedlist>
1525           <listitem>
1526             <para>Enable—turns all voice announcements on and off</para>
1527           </listitem>
1528           <listitem>
1529             <para>
1530               Test Voice—Plays a short message allowing you to verify
1531               that the audio system is working and the volume settings
1532               are reasonable
1533             </para>
1534           </listitem>
1535         </itemizedlist>
1536       </section>
1537       <section>
1538         <title>Log Directory</title>
1539         <para>
1540           AltosUI logs all telemetry data and saves all TeleMetrum flash
1541           data to this directory. This directory is also used as the
1542           staring point when selecting data files for display or export.
1543         </para>
1544         <para>
1545           Click on the directory name to bring up a directory choosing
1546           dialog, select a new directory and click 'Select Directory' to
1547           change where AltosUI reads and writes data files.
1548         </para>
1549       </section>
1550       <section>
1551         <title>Callsign</title>
1552         <para>
1553           This value is used in command packet mode and is transmitted
1554           in each packet sent from TeleDongle and received from
1555           TeleMetrum. It is not used in telemetry mode as that transmits
1556           packets only from TeleMetrum to TeleDongle. Configure this
1557           with the AltosUI operators call sign as needed to comply with
1558           your local radio regulations.
1559         </para>
1560       </section>
1561       <section>
1562         <title>Font Size</title>
1563         <para>
1564           Selects the set of fonts used in the flight monitor
1565           window. Choose between the small, medium and large sets.
1566         </para>
1567       </section>
1568       <section>
1569         <title>Serial Debug</title>
1570         <para>
1571           This causes all communication with a connected device to be
1572           dumped to the console from which AltosUI was started. If
1573           you've started it from an icon or menu entry, the output
1574           will simply be discarded. This mode can be useful to debug
1575           various serial communication issues.
1576         </para>
1577       </section>
1578       <section>
1579         <title>Manage Frequencies</title>
1580         <para>
1581           This brings up a dialog where you can configure the set of
1582           frequencies shown in the various frequency menus. You can
1583           add as many as you like, or even reconfigure the default
1584           set. Changing this list does not affect the frequency
1585           settings of any devices, it only changes the set of
1586           frequencies shown in the menus.
1587         </para>
1588       </section>
1589     </section>
1590     <section>
1591       <title>Flash Image</title>
1592       <para>
1593         This reprograms any Altus Metrum device by using a TeleMetrum
1594         or TeleDongle as a programming dongle. Please read the
1595         directions for flashing devices in the Updating Device
1596         Firmware section above
1597       </para>
1598       <para>
1599         Once you have the programmer and target devices connected,
1600         push the 'Flash Image' button. That will present a dialog box
1601         listing all of the connected devices. Carefully select the
1602         programmer device, not the device to be programmed.
1603       </para>
1604       <para>
1605         Next, select the image to flash to the device. These are named
1606         with the product name and firmware version. The file selector
1607         will start in the directory containing the firmware included
1608         with the AltosUI package. Navigate to the directory containing
1609         the desired firmware if it isn't there.
1610       </para>
1611       <para>
1612         Next, a small dialog containing the device serial number and
1613         RF calibration values should appear. If these values are
1614         incorrect (possibly due to a corrupted image in the device),
1615         enter the correct values here.
1616       </para>
1617       <para>
1618         Finally, a dialog containing a progress bar will follow the
1619         programming process.
1620       </para>
1621       <para>
1622         When programming is complete, the target device will
1623         reboot. Note that if the target device is connected via USB, you
1624         will have to unplug it and then plug it back in for the USB
1625         connection to reset so that you can communicate with the device
1626         again.
1627       </para>
1628     </section>
1629     <section>
1630       <title>Fire Igniter</title>
1631       <para>
1632         This activates the igniter circuits in TeleMetrum to help test
1633         recovery systems deployment. Because this command can operate
1634         over the Packet Command Link, you can prepare the rocket as
1635         for flight and then test the recovery system without needing
1636         to snake wires inside the air-frame.
1637       </para>
1638       <para>
1639         Selecting the 'Fire Igniter' button brings up the usual device
1640         selection dialog. Pick the desired TeleDongle or TeleMetrum
1641         device. This brings up another window which shows the current
1642         continuity test status for both apogee and main charges.
1643       </para>
1644       <para>
1645         Next, select the desired igniter to fire. This will enable the
1646         'Arm' button.
1647       </para>
1648       <para>
1649         Select the 'Arm' button. This enables the 'Fire' button. The
1650         word 'Arm' is replaced by a countdown timer indicating that
1651         you have 10 seconds to press the 'Fire' button or the system
1652         will deactivate, at which point you start over again at
1653         selecting the desired igniter.
1654       </para>
1655     </section>
1656     <section>
1657       <title>Scan Channels</title>
1658       <para>
1659         This listens for telemetry packets on all of the configured
1660         frequencies, displaying information about each device it
1661         receives a packet from. You can select which of the three
1662         telemetry formats should be tried; by default, it only listens
1663         for the standard telemetry packets used in v1.0 and later
1664         firmware.
1665       </para>
1666     </section>
1667     <section>
1668       <title>Load Maps</title>
1669       <para>
1670         Before heading out to a new launch site, you can use this to
1671         load satellite images in case you don't have internet
1672         connectivity at the site. This loads a fairly large area
1673         around the launch site, which should cover any flight you're likely to make.
1674       </para>
1675       <para>
1676         There's a drop-down menu of launch sites we know about; if
1677         your favorites aren't there, please let us know the lat/lon
1678         and name of the site. The contents of this list are actually
1679         downloaded at run-time, so as new sites are sent in, they'll
1680         get automatically added to this list.
1681       </para>
1682       <para>
1683         If the launch site isn't in the list, you can manually enter the lat/lon values
1684       </para>
1685       <para>
1686         Clicking the 'Load Map' button will fetch images from Google
1687         Maps; note that Google limits how many images you can fetch at
1688         once, so if you load more than one launch site, you may get
1689         some gray areas in the map which indicate that Google is tired
1690         of sending data to you. Try again later.
1691       </para>
1692     </section>
1693     <section>
1694       <title>Monitor Idle</title>
1695       <para>
1696         This brings up a dialog similar to the Monitor Flight UI,
1697         except it works with the altimeter in "idle" mode by sending
1698         query commands to discover the current state rather than
1699         listening for telemetry packets.
1700       </para>
1701     </section>
1702   </chapter>
1703   <chapter>
1704     <title>Using Altus Metrum Products</title>
1705     <section>
1706       <title>Being Legal</title>
1707       <para>
1708         First off, in the US, you need an <ulink url="">amateur radio license</ulink> or
1709         other authorization to legally operate the radio transmitters that are part
1710         of our products.
1711       </para>
1712       </section>
1713       <section>
1714         <title>In the Rocket</title>
1715         <para>
1716           In the rocket itself, you just need a <ulink url="">TeleMetrum</ulink> or
1717           <ulink url="">TeleMini</ulink> board and
1718           a Li-Po rechargeable battery.  An 860mAh battery weighs less than a 9V
1719           alkaline battery, and will run a TeleMetrum for hours.
1720           A 110mAh battery weighs less than a triple A battery and will run a TeleMetrum for
1721           a few hours, or a TeleMini for much (much) longer.
1722         </para>
1723         <para>
1724           By default, we ship the altimeters with a simple wire antenna.  If your
1725           electronics bay or the air-frame it resides within is made of carbon fiber,
1726           which is opaque to RF signals, you may choose to have an SMA connector
1727           installed so that you can run a coaxial cable to an antenna mounted
1728           elsewhere in the rocket.
1729         </para>
1730       </section>
1731       <section>
1732         <title>On the Ground</title>
1733         <para>
1734           To receive the data stream from the rocket, you need an antenna and short
1735           feed-line connected to one of our <ulink url="">TeleDongle</ulink> units.  The
1736           TeleDongle in turn plugs directly into the USB port on a notebook
1737           computer.  Because TeleDongle looks like a simple serial port, your computer
1738           does not require special device drivers... just plug it in.
1739         </para>
1740         <para>
1741           The GUI tool, AltosUI, is written in Java and runs across
1742           Linux, Mac OS and Windows. There's also a suite of C tools
1743           for Linux which can perform most of the same tasks.
1744         </para>
1745         <para>
1746           After the flight, you can use the RF link to extract the more detailed data
1747           logged in either TeleMetrum or TeleMini devices, or you can use a mini USB cable to plug into the
1748           TeleMetrum board directly.  Pulling out the data without having to open up
1749           the rocket is pretty cool!  A USB cable is also how you charge the Li-Po
1750           battery, so you'll want one of those anyway... the same cable used by lots
1751           of digital cameras and other modern electronic stuff will work fine.
1752         </para>
1753         <para>
1754           If your TeleMetrum-equipped rocket lands out of sight, you may enjoy having a hand-held GPS
1755           receiver, so that you can put in a way-point for the last reported rocket
1756           position before touch-down.  This makes looking for your rocket a lot like
1757           Geo-Caching... just go to the way-point and look around starting from there.
1758         </para>
1759         <para>
1760           You may also enjoy having a ham radio "HT" that covers the 70cm band... you
1761           can use that with your antenna to direction-find the rocket on the ground
1762           the same way you can use a Walston or Beeline tracker.  This can be handy
1763           if the rocket is hiding in sage brush or a tree, or if the last GPS position
1764           doesn't get you close enough because the rocket dropped into a canyon, or
1765           the wind is blowing it across a dry lake bed, or something like that...  Keith
1766           and Bdale both currently own and use the Yaesu VX-7R at launches.
1767         </para>
1768         <para>
1769           So, to recap, on the ground the hardware you'll need includes:
1770           <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1771             <listitem>
1772               an antenna and feed-line
1773             </listitem>
1774             <listitem>
1775               a TeleDongle
1776             </listitem>
1777             <listitem>
1778               a notebook computer
1779             </listitem>
1780             <listitem>
1781               optionally, a hand-held GPS receiver
1782             </listitem>
1783             <listitem>
1784               optionally, an HT or receiver covering 435 MHz
1785             </listitem>
1786           </orderedlist>
1787         </para>
1788         <para>
1789           The best hand-held commercial directional antennas we've found for radio
1790           direction finding rockets are from
1791           <ulink url="" >
1792             Arrow Antennas.
1793           </ulink>
1794           The 440-3 and 440-5 are both good choices for finding a
1795           TeleMetrum- or TeleMini- equipped rocket when used with a suitable 70cm HT.
1796         </para>
1797       </section>
1798       <section>
1799         <title>Data Analysis</title>
1800         <para>
1801           Our software makes it easy to log the data from each flight, both the
1802           telemetry received over the RF link during the flight itself, and the more
1803           complete data log recorded in the flash memory on the altimeter
1804           board.  Once this data is on your computer, our post-flight tools make it
1805           easy to quickly get to the numbers everyone wants, like apogee altitude,
1806           max acceleration, and max velocity.  You can also generate and view a
1807           standard set of plots showing the altitude, acceleration, and
1808           velocity of the rocket during flight.  And you can even export a TeleMetrum data file
1809           usable with Google Maps and Google Earth for visualizing the flight path
1810           in two or three dimensions!
1811         </para>
1812         <para>
1813           Our ultimate goal is to emit a set of files for each flight that can be
1814           published as a web page per flight, or just viewed on your local disk with
1815           a web browser.
1816         </para>
1817       </section>
1818       <section>
1819         <title>Future Plans</title>
1820         <para>
1821           In the future, we intend to offer "companion boards" for the rocket that will
1822           plug in to TeleMetrum to collect additional data, provide more pyro channels,
1823           and so forth.  A reference design for a companion board will be documented
1824           soon, and will be compatible with open source Arduino programming tools.
1825         </para>
1826         <para>
1827           We are also working on the design of a hand-held ground terminal that will
1828           allow monitoring the rocket's status, collecting data during flight, and
1829           logging data after flight without the need for a notebook computer on the
1830           flight line.  Particularly since it is so difficult to read most notebook
1831           screens in direct sunlight, we think this will be a great thing to have.
1832         </para>
1833         <para>
1834           Because all of our work is open, both the hardware designs and the software,
1835           if you have some great idea for an addition to the current Altus Metrum family,
1836           feel free to dive in and help!  Or let us know what you'd like to see that
1837           we aren't already working on, and maybe we'll get excited about it too...
1838         </para>
1839     </section>
1840   </chapter>
1841   <chapter>
1842     <title>Altimeter Installation Recommendations</title>
1843     <para>
1844       Building high-power rockets that fly safely is hard enough. Mix
1845       in some sophisticated electronics and a bunch of radio energy
1846       and oftentimes you find few perfect solutions. This chapter
1847       contains some suggestions about how to install Altus Metrum
1848       products into the rocket air-frame, including how to safely and
1849       reliably mix a variety of electronics into the same air-frame.
1850     </para>
1851     <section>
1852       <title>Mounting the Altimeter</title>
1853       <para>
1854         The first consideration is to ensure that the altimeter is
1855         securely fastened to the air-frame. For TeleMetrum, we use
1856         nylon standoffs and nylon screws; they're good to at least 50G
1857         and cannot cause any electrical issues on the board. For
1858         TeleMini, we usually cut small pieces of 1/16" balsa to fit
1859         under the screw holes, and then take 2x56 nylon screws and
1860         screw them through the TeleMini mounting holes, through the
1861         balsa and into the underlying material.
1862       </para>
1863       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1864         <listitem>
1865           Make sure TeleMetrum is aligned precisely along the axis of
1866           acceleration so that the accelerometer can accurately
1867           capture data during the flight.
1868         </listitem>
1869         <listitem>
1870           Watch for any metal touching components on the
1871           board. Shorting out connections on the bottom of the board
1872           can cause the altimeter to fail during flight.
1873         </listitem>
1874       </orderedlist>
1875     </section>
1876     <section>
1877       <title>Dealing with the Antenna</title>
1878       <para>
1879         The antenna supplied is just a piece of solid, insulated,
1880         wire. If it gets damaged or broken, it can be easily
1881         replaced. It should be kept straight and not cut; bending or
1882         cutting it will change the resonant frequency and/or
1883         impedance, making it a less efficient radiator and thus
1884         reducing the range of the telemetry signal.
1885       </para>
1886       <para>
1887         Keeping metal away from the antenna will provide better range
1888         and a more even radiation pattern. In most rockets, it's not
1889         entirely possible to isolate the antenna from metal
1890         components; there are often bolts, all-thread and wires from other
1891         electronics to contend with. Just be aware that the more stuff
1892         like this around the antenna, the lower the range.
1893       </para>
1894       <para>
1895         Make sure the antenna is not inside a tube made or covered
1896         with conducting material. Carbon fiber is the most common
1897         culprit here -- CF is a good conductor and will effectively
1898         shield the antenna, dramatically reducing signal strength and
1899         range. Metallic flake paint is another effective shielding
1900         material which is to be avoided around any antennas.
1901       </para>
1902       <para>
1903         If the ebay is large enough, it can be convenient to simply
1904         mount the altimeter at one end and stretch the antenna out
1905         inside. Taping the antenna to the sled can keep it straight
1906         under acceleration. If there are metal rods, keep the
1907         antenna as far away as possible.
1908       </para>
1909       <para>
1910         For a shorter ebay, it's quite practical to have the antenna
1911         run through a bulkhead and into an adjacent bay. Drill a small
1912         hole in the bulkhead, pass the antenna wire through it and
1913         then seal it up with glue or clay. We've also used acrylic
1914         tubing to create a cavity for the antenna wire. This works a
1915         bit better in that the antenna is known to stay straight and
1916         not get folded by recovery components in the bay. Angle the
1917         tubing towards the side wall of the rocket and it ends up
1918         consuming very little space.
1919       </para>
1920       <para>
1921         If you need to place the antenna at a distance from the
1922         altimeter, you can replace the antenna with an edge-mounted
1923         SMA connector, and then run 50Ω coax from the board to the
1924         antenna. Building a remote antenna is beyond the scope of this
1925         manual.
1926       </para>
1927     </section>
1928     <section>
1929       <title>Preserving GPS Reception</title>
1930       <para>
1931         The GPS antenna and receiver in TeleMetrum are highly
1932         sensitive and normally have no trouble tracking enough
1933         satellites to provide accurate position information for
1934         recovering the rocket. However, there are many ways to
1935         attenuate the GPS signal.
1936       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1937         <listitem>
1938           Conductive tubing or coatings. Carbon fiber and metal
1939           tubing, or metallic paint will all dramatically attenuate the
1940           GPS signal. We've never heard of anyone successfully
1941           receiving GPS from inside these materials.
1942         </listitem>
1943         <listitem>
1944           Metal components near the GPS patch antenna. These will
1945           de-tune the patch antenna, changing the resonant frequency
1946           away from the L1 carrier and reduce the effectiveness of the
1947           antenna. You can place as much stuff as you like beneath the
1948           antenna as that's covered with a ground plane. But, keep
1949           wires and metal out from above the patch antenna.
1950         </listitem>
1951       </orderedlist>
1952       </para>
1953     </section>
1954     <section>
1955       <title>Radio Frequency Interference</title>
1956       <para>
1957         Any altimeter will generate RFI; the digital circuits use
1958         high-frequency clocks that spray radio interference across a
1959         wide band. Altusmetrum altimeters generate intentional radio
1960         signals as well, increasing the amount of RF energy around the board.
1961       </para>
1962       <para>
1963         Rocketry altimeters also use precise sensors measuring air
1964         pressure and acceleration. Tiny changes in voltage can cause
1965         these sensor readings to vary by a huge amount. When the
1966         sensors start mis-reporting data, the altimeter can either
1967         fire the igniters at the wrong time, or not fire them at all.
1968       </para>
1969       <para>
1970         Voltages are induced when radio frequency energy is
1971         transmitted from one circuit to another. Here are things that
1972         increase the induced voltage and current:
1973       </para>
1974       <itemizedlist>
1975         <listitem>
1976           Keep wires from different circuits apart. Moving circuits
1977           further apart will reduce RFI.
1978         </listitem>
1979         <listitem>
1980           Avoid parallel wires from different circuits. The longer two
1981           wires run parallel to one another, the larger the amount of
1982           transferred energy. Cross wires at right angles to reduce
1983           RFI.
1984         </listitem>
1985         <listitem>
1986           Twist wires from the same circuits. Two wires the same
1987           distance from the transmitter will get the same amount of
1988           induced energy which will then cancel out. Any time you have
1989           a wire pair running together, twist the pair together to
1990           even out distances and reduce RFI. For altimeters, this
1991           includes battery leads, switch hookups and igniter
1992           circuits.
1993         </listitem>
1994         <listitem>
1995           Avoid resonant lengths. Know what frequencies are present
1996           in the environment and avoid having wire lengths near a
1997           natural resonant length. Altusmetrum products transmit on the
1998           70cm amateur band, so you should avoid lengths that are a
1999           simple ratio of that length; essentially any multiple of 1/4
2000           of the wavelength (17.5cm).
2001         </listitem>
2002       </itemizedlist>
2003     </section>
2004     <section>
2005       <title>The Barometric Sensor</title>
2006       <para>
2007         Altusmetrum altimeters measure altitude with a barometric
2008         sensor, essentially measuring the amount of air above the
2009         rocket to figure out how high it is. A large number of
2010         measurements are taken as the altimeter initializes itself to
2011         figure out the pad altitude. Subsequent measurements are then
2012         used to compute the height above the pad.
2013       </para>
2014       <para>
2015         To accurately measure atmospheric pressure, the ebay
2016         containing the altimeter must be vented outside the
2017         air-frame. The vent must be placed in a region of linear
2018         airflow, smooth and not in an area of increasing or decreasing
2019         pressure.
2020       </para>
2021       <para>
2022         The barometric sensor in the altimeter is quite sensitive to
2023         chemical damage from the products of APCP or BP combustion, so
2024         make sure the ebay is carefully sealed from any compartment
2025         which contains ejection charges or motors.
2026       </para>
2027     </section>
2028     <section>
2029       <title>Ground Testing</title>
2030       <para>
2031         The most important aspect of any installation is careful
2032         ground testing. Bringing an air-frame up to the LCO table which
2033         hasn't been ground tested can lead to delays or ejection
2034         charges firing on the pad, or, even worse, a recovery system
2035         failure.
2036       </para>
2037       <para>
2038         Do a 'full systems' test that includes wiring up all igniters
2039         without any BP and turning on all of the electronics in flight
2040         mode. This will catch any mistakes in wiring and any residual
2041         RFI issues that might accidentally fire igniters at the wrong
2042         time. Let the air-frame sit for several minutes, checking for
2043         adequate telemetry signal strength and GPS lock.
2044       </para>
2045       <para>
2046         Ground test the ejection charges. Prepare the rocket for
2047         flight, loading ejection charges and igniters. Completely
2048         assemble the air-frame and then use the 'Fire Igniters'
2049         interface through a TeleDongle to command each charge to
2050         fire. Make sure the charge is sufficient to robustly separate
2051         the air-frame and deploy the recovery system.
2052       </para>
2053     </section>
2054   </chapter>
2055   <chapter>
2056     <title>Hardware Specifications</title>
2057     <section>
2058       <title>TeleMetrum Specifications</title>
2059       <itemizedlist>
2060         <listitem>
2061           <para>
2062             Recording altimeter for model rocketry.
2063           </para>
2064         </listitem>
2065         <listitem>
2066           <para>
2067             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2068           </para>
2069         </listitem>
2070         <listitem>
2071           <para>
2072             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2073           </para>
2074         </listitem>
2075         <listitem>
2076           <para>
2077             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2078           </para>
2079         </listitem>
2080         <listitem>
2081           <para>
2082             1-axis high-g accelerometer for motor characterization, capable of
2083             +/- 50g using default part.
2084           </para>
2085         </listitem>
2086         <listitem>
2087           <para>
2088             On-board, integrated GPS receiver with 5Hz update rate capability.
2089           </para>
2090         </listitem>
2091         <listitem>
2092           <para>
2093             On-board 1 megabyte non-volatile memory for flight data storage.
2094           </para>
2095         </listitem>
2096         <listitem>
2097           <para>
2098             USB interface for battery charging, configuration, and data recovery.
2099           </para>
2100         </listitem>
2101         <listitem>
2102           <para>
2103             Fully integrated support for Li-Po rechargeable batteries.
2104           </para>
2105         </listitem>
2106         <listitem>
2107           <para>
2108             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2109             optional separate pyro battery if needed.
2110           </para>
2111         </listitem>
2112         <listitem>
2113           <para>
2114             2.75 x 1 inch board designed to fit inside 29mm air-frame coupler tube.
2115           </para>
2116         </listitem>
2117       </itemizedlist>
2118     </section>
2119     <section>
2120       <title>TeleMini Specifications</title>
2121       <itemizedlist>
2122         <listitem>
2123           <para>
2124             Recording altimeter for model rocketry.
2125           </para>
2126         </listitem>
2127         <listitem>
2128           <para>
2129             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2130           </para>
2131         </listitem>
2132         <listitem>
2133           <para>
2134             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2135           </para>
2136         </listitem>
2137         <listitem>
2138           <para>
2139             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2140           </para>
2141         </listitem>
2142         <listitem>
2143           <para>
2144             On-board 5 kilobyte non-volatile memory for flight data storage.
2145           </para>
2146         </listitem>
2147         <listitem>
2148           <para>
2149             RF interface for battery charging, configuration, and data recovery.
2150           </para>
2151         </listitem>
2152         <listitem>
2153           <para>
2154             Support for Li-Po rechargeable batteries, using an external charger.
2155           </para>
2156         </listitem>
2157         <listitem>
2158           <para>
2159             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2160             optional separate pyro battery if needed.
2161           </para>
2162         </listitem>
2163         <listitem>
2164           <para>
2165             1.5 x .5 inch board designed to fit inside 18mm air-frame coupler tube.
2166           </para>
2167         </listitem>
2168       </itemizedlist>
2169     </section>
2170   </chapter>
2171   <chapter>
2172     <title>FAQ</title>
2173       <para>
2174         TeleMetrum seems to shut off when disconnected from the
2175         computer.  Make sure the battery is adequately charged.  Remember the
2176         unit will pull more power than the USB port can deliver before the
2177         GPS enters "locked" mode.  The battery charges best when TeleMetrum
2178         is turned off.
2179       </para>
2180       <para>
2181         It's impossible to stop the TeleDongle when it's in "p" mode, I have
2182         to unplug the USB cable?  Make sure you have tried to "escape out" of
2183         this mode.  If this doesn't work the reboot procedure for the
2184         TeleDongle *is* to simply unplug it. 'cu' however will retain it's
2185         outgoing buffer IF your "escape out" ('~~') does not work.
2186         At this point using either 'ao-view' (or possibly
2187         'cutemon') instead of 'cu' will 'clear' the issue and allow renewed
2188         communication.
2189       </para>
2190       <para>
2191         The amber LED (on the TeleMetrum) lights up when both
2192         battery and USB are connected. Does this mean it's charging?
2193         Yes, the yellow LED indicates the charging at the 'regular' rate.
2194         If the led is out but the unit is still plugged into a USB port,
2195         then the battery is being charged at a 'trickle' rate.
2196       </para>
2197       <para>
2198         There are no "dit-dah-dah-dit" sound or lights like the manual mentions?
2199         That's the "pad" mode.  Weak batteries might be the problem.
2200         It is also possible that the TeleMetrum is horizontal and the output
2201         is instead a "dit-dit" meaning 'idle'. For TeleMini, it's possible that
2202         it received a command packet which would have left it in "pad" mode.
2203       </para>
2204       <para>
2205         How do I save flight data?
2206         Live telemetry is written to file(s) whenever AltosUI is connected
2207         to the TeleDongle.  The file area defaults to ~/TeleMetrum
2208         but is easily changed using the menus in AltosUI. The files that
2209         are written end in '.telem'. The after-flight
2210         data-dumped files will end in .eeprom and represent continuous data
2211         unlike the RF-linked .telem files that are subject to losses
2212         along the RF data path.
2213         See the above instructions on what and how to save the eeprom stored
2214         data after physically retrieving your altimeter.  Make sure to save
2215         the on-board data after each flight; while the TeleMetrum can store
2216         multiple flights, you never know when you'll lose the altimeter...
2217       </para>
2218   </chapter>
2219   <appendix>
2220     <title>Notes for Older Software</title>
2221     <para>
2222       <emphasis>
2223       Before AltosUI was written, using Altus Metrum devices required
2224       some finesse with the Linux command line. There was a limited
2225       GUI tool, ao-view, which provided functionality similar to the
2226       Monitor Flight window in AltosUI, but everything else was a
2227       fairly 80's experience. This appendix includes documentation for
2228       using that software.
2229       </emphasis>
2230     </para>
2231     <para>
2232       Both TeleMetrum and TeleDongle can be directly communicated
2233       with using USB ports. The first thing you should try after getting
2234       both units plugged into to your computer's USB port(s) is to run
2235       'ao-list' from a terminal-window to see what port-device-name each
2236       device has been assigned by the operating system.
2237       You will need this information to access the devices via their
2238       respective on-board firmware and data using other command line
2239       programs in the AltOS software suite.
2240     </para>
2241     <para>
2242       TeleMini can be communicated with through a TeleDongle device
2243       over the radio link. When first booted, TeleMini listens for a
2244       TeleDongle device and if it receives a packet, it goes into
2245       'idle' mode. Otherwise, it goes into 'pad' mode and waits to be
2246       launched. The easiest way to get it talking is to start the
2247       communication link on the TeleDongle and the power up the
2248       TeleMini board.
2249     </para>
2250     <para>
2251       To access the device's firmware for configuration you need a terminal
2252       program such as you would use to talk to a modem.  The software
2253       authors prefer using the program 'cu' which comes from the UUCP package
2254       on most Unix-like systems such as Linux.  An example command line for
2255       cu might be 'cu -l /dev/ttyACM0', substituting the correct number
2256       indicated from running the
2257       ao-list program.  Another reasonable terminal program for Linux is
2258       'cutecom'.  The default 'escape'
2259       character used by CU (i.e. the character you use to
2260       issue commands to cu itself instead of sending the command as input
2261       to the connected device) is a '~'. You will need this for use in
2262       only two different ways during normal operations. First is to exit
2263       the program by sending a '~.' which is called a 'escape-disconnect'
2264       and allows you to close-out from 'cu'. The
2265       second use will be outlined later.
2266     </para>
2267     <para>
2268       All of the Altus Metrum devices share the concept of a two level
2269       command set in their firmware.
2270       The first layer has several single letter commands. Once
2271       you are using 'cu' (or 'cutecom') sending (typing) a '?'
2272       returns a full list of these
2273       commands. The second level are configuration sub-commands accessed
2274       using the 'c' command, for
2275       instance typing 'c?' will give you this second level of commands
2276       (all of which require the
2277       letter 'c' to access).  Please note that most configuration options
2278       are stored only in Flash memory; TeleDongle doesn't provide any storage
2279       for these options and so they'll all be lost when you unplug it.
2280     </para>
2281     <para>
2282       Try setting these configuration ('c' or second level menu) values.  A good
2283       place to start is by setting your call sign.  By default, the boards
2284       use 'N0CALL' which is cute, but not exactly legal!
2285       Spend a few minutes getting comfortable with the units, their
2286       firmware, and 'cu' (or possibly 'cutecom').
2287       For instance, try to send
2288       (type) a 'c r 2' and verify the channel change by sending a 'c s'.
2289       Verify you can connect and disconnect from the units while in your
2290       terminal program by sending the escape-disconnect mentioned above.
2291     </para>
2292     <para>
2293       Note that the 'reboot' command, which is very useful on the altimeters,
2294       will likely just cause problems with the dongle.  The *correct* way
2295       to reset the dongle is just to unplug and re-plug it.
2296     </para>
2297     <para>
2298       A fun thing to do at the launch site and something you can do while
2299       learning how to use these units is to play with the RF-link access
2300       between an altimeter and the TeleDongle.  Be aware that you *must* create
2301       some physical separation between the devices, otherwise the link will
2302       not function due to signal overload in the receivers in each device.
2303     </para>
2304     <para>
2305       Now might be a good time to take a break and read the rest of this
2306       manual, particularly about the two "modes" that the altimeters
2307       can be placed in. TeleMetrum uses the position of the device when booting
2308       up will determine whether the unit is in "pad" or "idle" mode. TeleMini
2309       enters "idle" mode when it receives a command packet within the first 5 seconds
2310       of being powered up, otherwise it enters "pad" mode.
2311     </para>
2312     <para>
2313       You can access an altimeter in idle mode from the TeleDongle's USB
2314       connection using the RF link
2315       by issuing a 'p' command to the TeleDongle. Practice connecting and
2316       disconnecting ('~~' while using 'cu') from the altimeter.  If
2317       you cannot escape out of the "p" command, (by using a '~~' when in
2318       CU) then it is likely that your kernel has issues.  Try a newer version.
2319     </para>
2320     <para>
2321       Using this RF link allows you to configure the altimeter, test
2322       fire e-matches and igniters from the flight line, check pyro-match
2323       continuity and so forth. You can leave the unit turned on while it
2324       is in 'idle mode' and then place the
2325       rocket vertically on the launch pad, walk away and then issue a
2326       reboot command.  The altimeter will reboot and start sending data
2327       having changed to the "pad" mode. If the TeleDongle is not receiving
2328       this data, you can disconnect 'cu' from the TeleDongle using the
2329       procedures mentioned above and THEN connect to the TeleDongle from
2330       inside 'ao-view'. If this doesn't work, disconnect from the
2331       TeleDongle, unplug it, and try again after plugging it back in.
2332     </para>
2333     <para>
2334       In order to reduce the chance of accidental firing of pyrotechnic
2335       charges, the command to fire a charge is intentionally somewhat
2336       difficult to type, and the built-in help is slightly cryptic to
2337       prevent accidental echoing of characters from the help text back at
2338       the board from firing a charge.  The command to fire the apogee
2339       drogue charge is 'i DoIt drogue' and the command to fire the main
2340       charge is 'i DoIt main'.
2341     </para>
2342     <para>
2343       On TeleMetrum, the GPS will eventually find enough satellites, lock in on them,
2344       and 'ao-view' will both auditorily announce and visually indicate
2345       that GPS is ready.
2346       Now you can launch knowing that you have a good data path and
2347       good satellite lock for flight data and recovery.  Remember
2348       you MUST tell ao-view to connect to the TeleDongle explicitly in
2349       order for ao-view to be able to receive data.
2350     </para>
2351     <para>
2352       The altimeters provide RDF (radio direction finding) tones on
2353       the pad, during descent and after landing. These can be used to
2354       locate the rocket using a directional antenna; the signal
2355       strength providing an indication of the direction from receiver to rocket.
2356     </para>
2357     <para>
2358       TeleMetrum also provides GPS trekking data, which can further simplify
2359       locating the rocket once it has landed. (The last good GPS data
2360       received before touch-down will be on the data screen of 'ao-view'.)
2361     </para>
2362     <para>
2363       Once you have recovered the rocket you can download the eeprom
2364       contents using either 'ao-dumplog' (or possibly 'ao-eeprom'), over
2365       either a USB cable or over the radio link using TeleDongle.
2366       And by following the man page for 'ao-postflight' you can create
2367       various data output reports, graphs, and even KML data to see the
2368       flight trajectory in Google-earth. (Moving the viewing angle making
2369       sure to connect the yellow lines while in Google-earth is the proper
2370       technique.)
2371     </para>
2372     <para>
2373       As for ao-view.... some things are in the menu but don't do anything
2374       very useful.  The developers have stopped working on ao-view to focus
2375       on a new, cross-platform ground station program.  So ao-view may or
2376       may not be updated in the future.  Mostly you just use
2377       the Log and Device menus.  It has a wonderful display of the incoming
2378       flight data and I am sure you will enjoy what it has to say to you
2379       once you enable the voice output!
2380     </para>
2381   </appendix>
2382   <appendix
2383       xmlns:xi="">
2384     <title>Release Notes</title>
2385     <xi:include href="release-notes-1.0.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2386     <xi:include href="release-notes-0.9.2.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2387     <xi:include href="release-notes-0.9.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2388     <xi:include href="release-notes-0.8.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2389     <xi:include href="release-notes-0.7.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/>
2390   </appendix>
2391 </book>
2393 <!--  LocalWords:  Altusmetrum
2394 -->