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