e62df612a9447c8ecafbaa849d369a029b6ae671
[fw/altos] / doc / altusmetrum.xsl
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.5//EN"
3   "/usr/share/xml/docbook/schema/dtd/4.5/docbookx.dtd">
4 <book>
5   <title>The Altus Metrum System</title>
6   <subtitle>An Owner's Manual for TeleMetrum, TeleMini, TeleDongle and TeleBT Devices</subtitle>
7   <bookinfo>
8     <author>
9       <firstname>Bdale</firstname>
10       <surname>Garbee</surname>
11     </author>
12     <author>
13       <firstname>Keith</firstname>
14       <surname>Packard</surname>
15     </author>
16     <author>
17       <firstname>Bob</firstname>
18       <surname>Finch</surname>
19     </author>
20     <author>
21       <firstname>Anthony</firstname>
22       <surname>Towns</surname>
23     </author>
24     <copyright>
25       <year>2013</year>
26       <holder>Bdale Garbee and Keith Packard</holder>
27     </copyright>
28     <legalnotice>
29       <para>
30         This document is released under the terms of the
31         <ulink url="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/">
32           Creative Commons ShareAlike 3.0
33         </ulink>
34         license.
35       </para>
36     </legalnotice>
37     <revhistory>
38       <revision>
39         <revnumber>1.2</revnumber>
40         <date>14 April 2013</date>
41         <revremark>
42           Updated for software version 1.2. Version 1.2 adds support
43           for TeleBT and AltosDroid. It also adds a few minor features
44           and fixes a few minor bugs in AltosUI and the AltOS firmware.
45         </revremark>
46       </revision>
47       <revision>
48         <revnumber>1.1.1</revnumber>
49         <date>16 September 2012</date>
50         <revremark>
51           Updated for software version 1.1.1 Version 1.1.1 fixes a few
52           bugs found in version 1.1.
53         </revremark>
54       </revision>
55       <revision>
56         <revnumber>1.1</revnumber>
57         <date>13 September 2012</date>
58         <revremark>
59           Updated for software version 1.1. Version 1.1 has new
60           features but is otherwise compatible with version 1.0.
61         </revremark>
62       </revision>
63       <revision>
64         <revnumber>1.0</revnumber>
65         <date>24 August 2011</date>
66         <revremark>
67           Updated for software version 1.0.  Note that 1.0 represents a
68           telemetry format change, meaning both ends of a link 
69           (TeleMetrum/TeleMini and TeleDongle) must be updated or 
70           communications will fail.
71         </revremark>
72       </revision>
73       <revision>
74         <revnumber>0.9</revnumber>
75         <date>18 January 2011</date>
76         <revremark>
77           Updated for software version 0.9.  Note that 0.9 represents a
78           telemetry format change, meaning both ends of a link (TeleMetrum and
79           TeleDongle) must be updated or communications will fail.
80         </revremark>
81       </revision>
82       <revision>
83         <revnumber>0.8</revnumber>
84         <date>24 November 2010</date>
85         <revremark>Updated for software version 0.8 </revremark>
86       </revision>
87     </revhistory>
88   </bookinfo>
89   <acknowledgements>
90     <para>
91       Thanks to Bob Finch, W9YA, NAR 12965, TRA 12350 for writing "The
92       Mere-Mortals Quick Start/Usage Guide to the Altus Metrum Starter
93       Kit" which formed the basis of the original Getting Started chapter 
94       in this manual.  Bob was one of our first customers for a production
95       TeleMetrum, and his continued enthusiasm and contributions
96       are immensely gratifying and highly appreciated!
97     </para>
98     <para>
99       And thanks to Anthony (AJ) Towns for major contributions including
100       the AltosUI graphing and site map code and associated documentation. 
101       Free software means that our customers and friends can become our
102       collaborators, and we certainly appreciate this level of
103       contribution!
104     </para>
105     <para>
106       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
107       out on the rocket flight line somewhere.
108       <literallayout>
109 Bdale Garbee, KB0G
110 NAR #87103, TRA #12201
111
112 Keith Packard, KD7SQG
113 NAR #88757, TRA #12200
114       </literallayout>
115     </para>
116   </acknowledgements>
117   <chapter>
118     <title>Introduction and Overview</title>
119     <para>
120       Welcome to the Altus Metrum community!  Our circuits and software reflect
121       our passion for both hobby rocketry and Free Software.  We hope their
122       capabilities and performance will delight you in every way, but by
123       releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
124       we also hope to empower you to take as active a role in our collective
125       future as you wish!
126     </para>
127     <para>
128       The first device created for our community was TeleMetrum, a dual
129       deploy altimeter with fully integrated GPS and radio telemetry
130       as standard features, and a "companion interface" that will
131       support optional capabilities in the future.
132     </para>
133     <para>
134       Our second device was TeleMini, a dual deploy altimeter with
135       radio telemetry and radio direction finding. This device is only
136       13mm by 38mm (½ inch by 1½ inches) and can fit easily in an 18mm 
137       air-frame.
138     </para>
139     <para>
140       TeleDongle was our first ground station, providing a USB to RF
141       interfaces for communicating with the altimeters. Combined with
142       your choice of antenna and notebook computer, TeleDongle and our
143       associated user interface software form a complete ground
144       station capable of logging and displaying in-flight telemetry,
145       aiding rocket recovery, then processing and archiving flight
146       data for analysis and review.
147     </para>
148     <para>
149       For a slightly more portable ground station experience that also
150       provides direct rocket recovery support, TeleBT offers flight
151       monitoring and data logging using a Bluetooth connection between
152       the receiver and an Android device that has the Altos Droid
153       application installed from the Google Play store.
154     </para>
155     <para>
156       More products will be added to the Altus Metrum family over time, and
157       we currently envision that this will be a single, comprehensive manual
158       for the entire product family.
159     </para>
160   </chapter>
161   <chapter>
162     <title>Getting Started</title>
163     <para>
164       The first thing to do after you check the inventory of parts in your
165       "starter kit" is to charge the battery.
166     </para>
167     <para>
168       The TeleMetrum battery can be charged by plugging it into the
169       corresponding socket of the TeleMetrum and then using the USB A to
170       mini B
171       cable to plug the TeleMetrum into your computer's USB socket. The
172       TeleMetrum circuitry will charge the battery whenever it is plugged
173       in, because the TeleMetrum's on-off switch does NOT control the
174       charging circuitry.
175     </para>
176     <para>
177       When the GPS chip is initially searching for
178       satellites, TeleMetrum will consume more current than it can pull
179       from the USB port, so the battery must be attached in order to get
180       satellite lock.  Once GPS is locked, the current consumption goes back
181       down enough to enable charging while
182       running. So it's a good idea to fully charge the battery as your
183       first item of business so there is no issue getting and maintaining
184       satellite lock.  The yellow charge indicator led will go out when the
185       battery is nearly full and the charger goes to trickle charge. It
186       can take several hours to fully recharge a deeply discharged battery.
187     </para>
188     <para>
189       The TeleMini battery can be charged by disconnecting it from the
190       TeleMini board and plugging it into a standalone battery charger 
191       such as the LipoCharger product included in TeleMini Starter Kits, 
192       and connecting that via a USB cable to a laptop or other USB
193       power source.  
194     </para>
195     <para>
196       The other active device in the starter kit is the TeleDongle USB to
197       RF interface.  If you plug it in to your Mac or Linux computer it should
198       "just work", showing up as a serial port device.  Windows systems need
199       driver information that is part of the AltOS download to know that the
200       existing USB modem driver will work.  We therefore recommend installing
201       our software before plugging in TeleDongle if you are using a Windows
202       computer.  If you are using Linux and are having problems, try moving 
203       to a fresher kernel (2.6.33 or newer), as the USB serial driver had 
204       ugly bugs in some earlier versions.
205     </para>
206     <para>
207       Next you should obtain and install the AltOS software.  These include
208       the AltosUI ground station program, current firmware images for
209       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle, and a number of standalone 
210       utilities that are rarely needed.  Pre-built binary packages are 
211       available for Linux, Microsoft Windows, and recent MacOSX versions.  
212       Full source code and build instructions are also available.
213       The latest version may always be downloaded from
214       <ulink url="http://altusmetrum.org/AltOS"/>.
215     </para>
216     <para>
217       If you're using a TeleBT instead of the TeleDongle, you'll want
218       to go install the Altos Droid application from the Google Play
219       store. You don't need a data plan to use Altos Droid, but
220       without network access, the Map view will be less useful as it
221       won't contain any map data. You can also use TeleBT connected
222       over USB with your laptop computer; it acts exactly like a
223       TeleDongle. Anywhere this manual talks about TeleDongle, you can
224       also read that as 'and TeleBT when connected via USB'.
225     </para>
226   </chapter>
227   <chapter>
228     <title>Handling Precautions</title>
229     <para>
230       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
231       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
232       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
233       devices, there are some precautions you must take.
234     </para>
235     <para>
236       The Lithium Polymer rechargeable batteries have an
237       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
238       much less battery mass than if we used alkaline batteries or previous
239       generation rechargeable batteries... but if they are punctured
240       or their leads are allowed to short, they can and will release their
241       energy very rapidly!
242       Thus we recommend that you take some care when handling our batteries
243       and consider giving them some extra protection in your air-frame.  We
244       often wrap them in suitable scraps of closed-cell packing foam before
245       strapping them down, for example.
246     </para>
247     <para>
248       The barometric sensors used on both TeleMetrum and TeleMini are 
249       sensitive to sunlight.  In normal TeleMetrum mounting situations, it 
250       and all of the other surface mount components
251       are "down" towards whatever the underlying mounting surface is, so
252       this is not normally a problem.  Please consider this, though, when
253       designing an installation, for example, in an air-frame with a
254       see-through plastic payload bay.  It is particularly important to
255       consider this with TeleMini, both because the baro sensor is on the
256       "top" of the board, and because many model rockets with payload bays
257       use clear plastic for the payload bay!  Replacing these with an opaque
258       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of masking
259       tape are all reasonable approaches to keep the sensor out of direct
260       sunlight.
261     </para>
262     <para>
263       The barometric sensor sampling port must be able to "breathe",
264       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
265       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
266       suitable static vent to outside air.
267     </para>
268     <para>
269       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
270       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
271       charge gasses.
272     </para>
273   </chapter>
274   <chapter>
275     <title>Hardware Overview</title>
276     <para>
277       TeleMetrum is a 1 inch by 2.75 inch circuit board.  It was designed to
278       fit inside coupler for 29mm air-frame tubing, but using it in a tube that
279       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
280       to succeed!  The presence of an accelerometer means TeleMetrum should
281       be aligned along the flight axis of the airframe, and by default the 1/4
282       wave UHF wire antenna should be on the nose-cone end of the board.  The
283       antenna wire is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
284       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
285       fin can end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
286       bay for TeleMetrum should have at least 10 inches of interior length.
287     </para>
288     <para>
289       TeleMini is a 0.5 inch by 1.5 inch circuit board.   It was designed to
290       fit inside an 18mm air-frame tube, but using it in a tube that
291       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
292       to succeed!  Since there is no accelerometer, TeleMini can be mounted
293       in any convenient orientation.  The default 1/4
294       wave UHF wire antenna attached to the center of one end of
295       the board is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
296       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
297       other end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
298       bay for TeleMini should have at least 9 inches of interior length.
299     </para>
300     <para>
301       A typical TeleMetrum or TeleMini installation involves attaching 
302       only a suitable Lithium Polymer battery, a single pole switch for 
303       power on/off, and two pairs of wires connecting e-matches for the 
304       apogee and main ejection charges.  All Altus Metrum products are 
305       designed for use with single-cell batteries with 3.7 volts nominal.
306     </para>
307     <para>
308       The battery connectors are a standard 2-pin JST connector and
309       match batteries sold by Spark Fun. These batteries are
310       single-cell Lithium Polymer batteries that nominally provide 3.7
311       volts.  Other vendors sell similar batteries for RC aircraft
312       using mating connectors, however the polarity for those is
313       generally reversed from the batteries used by Altus Metrum
314       products. In particular, the Tenergy batteries supplied for use
315       in Featherweight flight computers are not compatible with Altus
316       Metrum flight computers or battery chargers. <emphasis>Check
317       polarity and voltage before connecting any battery not purchased
318       from Altus Metrum or Spark Fun.</emphasis>
319     </para>
320     <para>
321       By default, we use the unregulated output of the Li-Po battery directly
322       to fire ejection charges.  This works marvelously with standard
323       low-current e-matches like the J-Tek from MJG Technologies, and with
324       Quest Q2G2 igniters.  However, if you want or need to use a separate 
325       pyro battery, check out the "External Pyro Battery" section in this 
326       manual for instructions on how to wire that up. The altimeters are 
327       designed to work with an external pyro battery of no more than 15 volts.
328     </para>
329     <para>
330       Ejection charges are wired directly to the screw terminal block
331       at the aft end of the altimeter.  You'll need a very small straight 
332       blade screwdriver for these screws, such as you might find in a 
333       jeweler's screwdriver set.
334     </para>
335     <para>
336       TeleMetrum also uses the screw terminal block for the power
337       switch leads. On TeleMini, the power switch leads are soldered
338       directly to the board and can be connected directly to a switch.
339     </para>
340     <para>
341       For most air-frames, the integrated antennas are more than
342       adequate.   However, if you are installing in a carbon-fiber or
343       metal electronics bay which is opaque to RF signals, you may need to
344       use off-board external antennas instead.  In this case, you can
345       order an altimeter with an SMA connector for the UHF antenna
346       connection, and, on TeleMetrum, you can unplug the integrated GPS
347       antenna and select an appropriate off-board GPS antenna with
348       cable terminating in a U.FL connector.
349     </para>
350   </chapter>
351   <chapter>
352     <title>System Operation</title>
353     <section>
354       <title>Firmware Modes </title>
355       <para>
356         The AltOS firmware build for the altimeters has two
357         fundamental modes, "idle" and "flight".  Which of these modes
358         the firmware operates in is determined at start up time. For
359         TeleMetrum, the mode is controlled by the orientation of the
360         rocket (well, actually the board, of course...) at the time
361         power is switched on.  If the rocket is "nose up", then
362         TeleMetrum assumes it's on a rail or rod being prepared for
363         launch, so the firmware chooses flight mode.  However, if the
364         rocket is more or less horizontal, the firmware instead enters
365         idle mode.  Since TeleMini doesn't have an accelerometer we can
366         use to determine orientation, "idle" mode is selected when the
367         board receives a command packet within the first five seconds
368         of operation; if no packet is received, the board enters
369         "flight" mode.
370       </para>
371       <para>
372         At power on, you will hear three beeps or see three flashes
373         ("S" in Morse code for start up) and then a pause while
374         the altimeter completes initialization and self test, and decides 
375         which mode to enter next.
376       </para>
377       <para>
378         In flight or "pad" mode, the altimeter engages the flight
379         state machine, goes into transmit-only mode to
380         send telemetry, and waits for launch to be detected.
381         Flight mode is indicated by an "di-dah-dah-dit" ("P" for pad)
382         on the beeper or lights, followed by beeps or flashes
383         indicating the state of the pyrotechnic igniter continuity.
384         One beep/flash indicates apogee continuity, two beeps/flashes
385         indicate main continuity, three beeps/flashes indicate both
386         apogee and main continuity, and one longer "brap" sound or
387         rapidly alternating lights indicates no continuity.  For a
388         dual deploy flight, make sure you're getting three beeps or
389         flashes before launching!  For apogee-only or motor eject
390         flights, do what makes sense.
391       </para>
392       <para>
393         If idle mode is entered, you will hear an audible "di-dit" or
394         see two short flashes ("I" for idle), and the flight state
395         machine is disengaged, thus no ejection charges will fire.
396         The altimeters also listen for the radio link when in idle
397         mode for requests sent via TeleDongle.  Commands can be issued
398         to a TeleMetrum in idle mode over either USB or the radio link
399         equivalently. TeleMini only has the radio link.  Idle mode is
400         useful for configuring the altimeter, for extracting data from
401         the on-board storage chip after flight, and for ground testing
402         pyro charges.
403       </para>
404       <para>
405         One "neat trick" of particular value when TeleMetrum is used with 
406         very large air-frames, is that you can power the board up while the 
407         rocket is horizontal, such that it comes up in idle mode.  Then you can
408         raise the air-frame to launch position, and issue a 'reset' command 
409         via TeleDongle over the radio link to cause the altimeter to reboot and 
410         come up in flight mode.  This is much safer than standing on the top 
411         step of a rickety step-ladder or hanging off the side of a launch 
412         tower with a screw-driver trying to turn on your avionics before 
413         installing igniters!
414       </para>
415       <para>
416         TeleMini is configured via the radio link. Of course, that
417         means you need to know the TeleMini radio configuration values
418         or you won't be able to communicate with it. For situations
419         when you don't have the radio configuration values, TeleMini
420         offers an 'emergency recovery' mode. In this mode, TeleMini is
421         configured as follows:
422         <itemizedlist>
423           <listitem>
424             Sets the radio frequency to 434.550MHz
425           </listitem>
426           <listitem>
427             Sets the radio calibration back to the factory value.
428           </listitem>
429           <listitem>
430             Sets the callsign to N0CALL
431           </listitem>
432           <listitem>
433             Does not go to 'pad' mode after five seconds.
434           </listitem>
435         </itemizedlist>
436       </para>
437       <para>
438         To get into 'emergency recovery' mode, first find the row of
439         four small holes opposite the switch wiring. Using a short
440         piece of small gauge wire, connect the outer two holes
441         together, then power TeleMini up. Once the red LED is lit,
442         disconnect the wire and the board should signal that it's in
443         'idle' mode after the initial five second startup period.
444       </para>
445     </section>
446     <section>
447       <title>GPS </title>
448       <para>
449         TeleMetrum includes a complete GPS receiver.  A complete explanation 
450         of how GPS works is beyond the scope of this manual, but the bottom 
451         line is that the TeleMetrum GPS receiver needs to lock onto at least 
452         four satellites to obtain a solid 3 dimensional position fix and know
453         what time it is.
454       </para>
455       <para>
456         TeleMetrum provides backup power to the GPS chip any time a 
457         battery is connected.  This allows the receiver to "warm start" on
458         the launch rail much faster than if every power-on were a GPS 
459         "cold start".  In typical operations, powering up TeleMetrum
460         on the flight line in idle mode while performing final air-frame
461         preparation will be sufficient to allow the GPS receiver to cold
462         start and acquire lock.  Then the board can be powered down during
463         RSO review and installation on a launch rod or rail.  When the board
464         is turned back on, the GPS system should lock very quickly, typically
465         long before igniter installation and return to the flight line are
466         complete.
467       </para>
468     </section>
469     <section>
470       <title>Controlling An Altimeter Over The Radio Link</title>
471       <para>
472         One of the unique features of the Altus Metrum system is the
473         ability to create a two way command link between TeleDongle
474         and an altimeter using the digital radio transceivers
475         built into each device. This allows you to interact with the
476         altimeter from afar, as if it were directly connected to the
477         computer.
478       </para>
479       <para>
480         Any operation which can be performed with TeleMetrum can
481         either be done with TeleMetrum directly connected to the
482         computer via the USB cable, or through the radio
483         link. TeleMini doesn't provide a USB connector and so it is
484         always communicated with over radio.  Select the appropriate 
485         TeleDongle device when the list of devices is presented and 
486         AltosUI will interact with an altimeter over the radio link.
487       </para>
488       <para>
489         One oddity in the current interface is how AltosUI selects the
490         frequency for radio communications. Instead of providing
491         an interface to specifically configure the frequency, it uses
492         whatever frequency was most recently selected for the target
493         TeleDongle device in Monitor Flight mode. If you haven't ever
494         used that mode with the TeleDongle in question, select the
495         Monitor Flight button from the top level UI, and pick the
496         appropriate TeleDongle device.  Once the flight monitoring
497         window is open, select the desired frequency and then close it
498         down again. All radio communications will now use that frequency.
499       </para>
500       <itemizedlist>
501         <listitem>
502           <para>
503             Save Flight Data—Recover flight data from the rocket without
504             opening it up.
505           </para>
506         </listitem>
507         <listitem>
508           <para>
509             Configure altimeter apogee delays or main deploy heights
510             to respond to changing launch conditions. You can also
511             'reboot' the altimeter. Use this to remotely enable the
512             flight computer by turning TeleMetrum on in "idle" mode,
513             then once the air-frame is oriented for launch, you can
514             reboot the altimeter and have it restart in pad mode
515             without having to climb the scary ladder.
516           </para>
517         </listitem>
518         <listitem>
519           <para>
520             Fire Igniters—Test your deployment charges without snaking
521             wires out through holes in the air-frame. Simply assembly the
522             rocket as if for flight with the apogee and main charges
523             loaded, then remotely command the altimeter to fire the
524             igniters.
525           </para>
526         </listitem>
527       </itemizedlist>
528       <para>
529         Operation over the radio link for configuring an altimeter, ground
530         testing igniters, and so forth uses the same RF frequencies as flight
531         telemetry.  To configure the desired TeleDongle frequency, select
532         the monitor flight tab, then use the frequency selector and 
533         close the window before performing other desired radio operations.
534       </para>
535       <para>
536         TeleMetrum only enables radio commanding in 'idle' mode, so
537         make sure you have TeleMetrum lying horizontally when you turn
538         it on. Otherwise, TeleMetrum will start in 'pad' mode ready for
539         flight, and will not be listening for command packets from TeleDongle.
540       </para>
541       <para>
542         TeleMini listens for a command packet for five seconds after
543         first being turned on, if it doesn't hear anything, it enters
544         'pad' mode, ready for flight and will no longer listen for
545         command packets. The easiest way to connect to TeleMini is to
546         initiate the command and select the TeleDongle device. At this
547         point, the TeleDongle will be attempting to communicate with
548         the TeleMini. Now turn TeleMini on, and it should immediately
549         start communicating with the TeleDongle and the desired
550         operation can be performed.
551       </para>
552       <para>
553         You can monitor the operation of the radio link by watching the 
554         lights on the devices. The red LED will flash each time a packet
555         is transmitted, while the green LED will light up on TeleDongle when 
556         it is waiting to receive a packet from the altimeter.
557       </para>
558     </section>
559     <section>
560       <title>Ground Testing </title>
561       <para>
562         An important aspect of preparing a rocket using electronic deployment
563         for flight is ground testing the recovery system.  Thanks
564         to the bi-directional radio link central to the Altus Metrum system,
565         this can be accomplished in a TeleMetrum or TeleMini equipped rocket 
566         with less work than you may be accustomed to with other systems.  It 
567         can even be fun!
568       </para>
569       <para>
570         Just prep the rocket for flight, then power up the altimeter
571         in "idle" mode (placing air-frame horizontal for TeleMetrum or
572         selected the Configure Altimeter tab for TeleMini).  This will cause 
573         the firmware to go into "idle" mode, in which the normal flight
574         state machine is disabled and charges will not fire without
575         manual command.  You can now command the altimeter to fire the apogee
576         or main charges from a safe distance using your computer and 
577         TeleDongle and the Fire Igniter tab to complete ejection testing.
578       </para>
579     </section>
580     <section>
581       <title>Radio Link </title>
582       <para>
583         The chip our boards are based on incorporates an RF transceiver, but
584         it's not a full duplex system... each end can only be transmitting or
585         receiving at any given moment.  So we had to decide how to manage the
586         link.
587       </para>
588       <para>
589         By design, the altimeter firmware listens for the radio link when
590         it's in "idle mode", which
591         allows us to use the radio link to configure the rocket, do things like
592         ejection tests, and extract data after a flight without having to
593         crack open the air-frame.  However, when the board is in "flight
594         mode", the altimeter only
595         transmits and doesn't listen at all.  That's because we want to put
596         ultimate priority on event detection and getting telemetry out of
597         the rocket through
598         the radio in case the rocket crashes and we aren't able to extract
599         data later...
600       </para>
601       <para>
602         We don't use a 'normal packet radio' mode like APRS because they're 
603         just too inefficient.  The GFSK modulation we use is FSK with the
604         base-band pulses passed through a
605         Gaussian filter before they go into the modulator to limit the
606         transmitted bandwidth.  When combined with the hardware forward error
607         correction support in the cc1111 chip, this allows us to have a very
608         robust 38.4 kilobit data link with only 10 milliwatts of transmit 
609         power, a whip antenna in the rocket, and a hand-held Yagi on the 
610         ground.  We've had flights to above 21k feet AGL with great reception, 
611         and calculations suggest we should be good to well over 40k feet AGL 
612         with a 5-element yagi on the ground.  We hope to fly boards to higher 
613         altitudes over time, and would of course appreciate customer feedback 
614         on performance in higher altitude flights!
615       </para>
616     </section>
617     <section>
618       <title>Configurable Parameters</title>
619       <para>
620         Configuring an Altus Metrum altimeter for flight is very
621         simple.  Even on our baro-only TeleMini board, the use of a Kalman 
622         filter means there is no need to set a "mach delay".  The few 
623         configurable parameters can all be set using AltosUI over USB or
624         or radio link via TeleDongle.
625       </para>
626       <section>
627         <title>Radio Frequency</title>
628         <para>
629           Altus Metrum boards support radio frequencies in the 70cm
630           band. By default, the configuration interface provides a
631           list of 10 "standard" frequencies in 100kHz channels starting at
632           434.550MHz.  However, the firmware supports use of
633           any 50kHz multiple within the 70cm band. At any given
634           launch, we highly recommend coordinating when and by whom each
635           frequency will be used to avoid interference.  And of course, both
636           altimeter and TeleDongle must be configured to the same
637           frequency to successfully communicate with each other.
638         </para>
639       </section>
640       <section>
641         <title>Apogee Delay</title>
642         <para>
643           Apogee delay is the number of seconds after the altimeter detects flight
644           apogee that the drogue charge should be fired.  In most cases, this
645           should be left at the default of 0.  However, if you are flying
646           redundant electronics such as for an L3 certification, you may wish
647           to set one of your altimeters to a positive delay so that both
648           primary and backup pyrotechnic charges do not fire simultaneously.
649         </para>
650         <para>
651           The Altus Metrum apogee detection algorithm fires exactly at
652           apogee.  If you are also flying an altimeter like the
653           PerfectFlite MAWD, which only supports selecting 0 or 1
654           seconds of apogee delay, you may wish to set the MAWD to 0
655           seconds delay and set the TeleMetrum to fire your backup 2
656           or 3 seconds later to avoid any chance of both charges
657           firing simultaneously.  We've flown several air-frames this
658           way quite happily, including Keith's successful L3 cert.
659         </para>
660       </section>
661       <section>
662         <title>Main Deployment Altitude</title>
663         <para>
664           By default, the altimeter will fire the main deployment charge at an
665           elevation of 250 meters (about 820 feet) above ground.  We think this
666           is a good elevation for most air-frames, but feel free to change this
667           to suit.  In particular, if you are flying two altimeters, you may
668           wish to set the
669           deployment elevation for the backup altimeter to be something lower
670           than the primary so that both pyrotechnic charges don't fire
671           simultaneously.
672         </para>
673       </section>
674       <section>
675         <title>Maximum Flight Log</title>
676         <para>
677           TeleMetrum version 1.1 and 1.2 have 2MB of on-board flash storage,
678           enough to hold over 40 minutes of data at full data rate
679           (100 samples/second). TeleMetrum 1.0 has 1MB of on-board
680           storage. As data are stored at a reduced rate during descent
681           (10 samples/second), there's plenty of space to store many
682           flights worth of data.
683         </para>
684         <para>
685           The on-board flash is partitioned into separate flight logs,
686           each of a fixed maximum size. Increase the maximum size of
687           each log and you reduce the number of flights that can be
688           stored. Decrease the size and TeleMetrum can store more
689           flights.
690         </para>
691         <para>
692           All of the configuration data is also stored in the flash
693           memory, which consumes 64kB on TeleMetrum v1.1/v1.2 and 256B on
694           TeleMetrum v1.0. This configuration space is not available
695           for storing flight log data.
696         </para>
697         <para>
698           To compute the amount of space needed for a single flight,
699           you can multiply the expected ascent time (in seconds) by
700           800, multiply the expected descent time (in seconds) by 80
701           and add the two together. That will slightly under-estimate
702           the storage (in bytes) needed for the flight. For instance,
703           a flight spending 20 seconds in ascent and 150 seconds in
704           descent will take about (20 * 800) + (150 * 80) = 28000
705           bytes of storage. You could store dozens of these flights in
706           the on-board flash.
707         </para>
708         <para>
709           The default size, 192kB, allows for 10 flights of storage on
710           TeleMetrum v1.1/v1.2 and 5 flights on TeleMetrum v1.0. This
711           ensures that you won't need to erase the memory before
712           flying each time while still allowing more than sufficient
713           storage for each flight.
714         </para>
715         <para>
716           As TeleMini does not contain an accelerometer, it stores
717           data at 10 samples per second during ascent and one sample
718           per second during descent. Each sample is a two byte reading
719           from the barometer. These are stored in 5kB of
720           on-chip flash memory which can hold 256 seconds at the
721           ascent rate or 2560 seconds at the descent rate. Because of
722           the limited storage, TeleMini cannot hold data for more than
723           one flight, and so must be erased after each flight or it
724           will not capture data for subsequent flights.
725         </para>
726       </section>
727       <section>
728         <title>Ignite Mode</title>
729         <para>
730           Instead of firing one charge at apogee and another charge at
731           a fixed height above the ground, you can configure the
732           altimeter to fire both at apogee or both during
733           descent. This was added to support an airframe that has two
734           TeleMetrum computers, one in the fin can and one in the
735           nose.
736         </para>
737         <para>
738           Providing the ability to use both igniters for apogee or
739           main allows some level of redundancy without needing two
740           flight computers.  In Redundant Apogee or Redundant Main
741           mode, the two charges will be fired two seconds apart.
742         </para>
743       </section>
744       <section>
745         <title>Pad Orientation</title>
746         <para>
747           TeleMetrum measures acceleration along the axis of the
748           board. Which way the board is oriented affects the sign of
749           the acceleration value. Instead of trying to guess which way
750           the board is mounted in the air frame, TeleMetrum must be
751           explicitly configured for either Antenna Up or Antenna
752           Down. The default, Antenna Up, expects the end of the
753           TeleMetrum board connected to the 70cm antenna to be nearest
754           the nose of the rocket, with the end containing the screw
755           terminals nearest the tail.
756         </para>
757       </section>
758     </section>
759
760   </chapter>
761   <chapter>
762
763     <title>AltosUI</title>
764     <para>
765       The AltosUI program provides a graphical user interface for
766       interacting with the Altus Metrum product family, including
767       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle. AltosUI can monitor telemetry data,
768       configure TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle devices and many other
769       tasks. The primary interface window provides a selection of
770       buttons, one for each major activity in the system.  This manual
771       is split into chapters, each of which documents one of the tasks
772       provided from the top-level toolbar.
773     </para>
774     <section>
775       <title>Monitor Flight</title>
776       <subtitle>Receive, Record and Display Telemetry Data</subtitle>
777       <para>
778         Selecting this item brings up a dialog box listing all of the
779         connected TeleDongle devices. When you choose one of these,
780         AltosUI will create a window to display telemetry data as
781         received by the selected TeleDongle device.
782       </para>
783       <para>
784         All telemetry data received are automatically recorded in
785         suitable log files. The name of the files includes the current
786         date and rocket serial and flight numbers.
787       </para>
788       <para>
789         The radio frequency being monitored by the TeleDongle device is
790         displayed at the top of the window. You can configure the
791         frequency by clicking on the frequency box and selecting the desired
792         frequency. AltosUI remembers the last frequency selected for each
793         TeleDongle and selects that automatically the next time you use
794         that device.
795       </para>
796       <para>
797         Below the TeleDongle frequency selector, the window contains a few
798         significant pieces of information about the altimeter providing
799         the telemetry data stream:
800       </para>
801       <itemizedlist>
802         <listitem>
803           <para>The configured call-sign</para>
804         </listitem>
805         <listitem>
806           <para>The device serial number</para>
807         </listitem>
808         <listitem>
809           <para>The flight number. Each altimeter remembers how many
810             times it has flown.
811           </para>
812         </listitem>
813         <listitem>
814           <para>
815             The rocket flight state. Each flight passes through several
816             states including Pad, Boost, Fast, Coast, Drogue, Main and
817             Landed.
818           </para>
819         </listitem>
820         <listitem>
821           <para>
822             The Received Signal Strength Indicator value. This lets
823             you know how strong a signal TeleDongle is receiving. The
824             radio inside TeleDongle operates down to about -99dBm;
825             weaker signals may not be receivable. The packet link uses
826             error detection and correction techniques which prevent
827             incorrect data from being reported.
828           </para>
829         </listitem>
830         <listitem>
831           <para>
832             The age of the displayed data, in seconds since the last 
833             successfully received telemetry packet.  In normal operation
834             this will stay in the low single digits.  If the number starts
835             counting up, then you are no longer receiving data over the radio
836             link from the flight computer.
837           </para>
838         </listitem>
839       </itemizedlist>
840       <para>
841         Finally, the largest portion of the window contains a set of
842         tabs, each of which contain some information about the rocket.
843         They're arranged in 'flight order' so that as the flight
844         progresses, the selected tab automatically switches to display
845         data relevant to the current state of the flight. You can select
846         other tabs at any time. The final 'table' tab displays all of
847         the raw telemetry values in one place in a spreadsheet-like format.
848       </para>
849       <section>
850         <title>Launch Pad</title>
851         <para>
852           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
853           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
854           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
855           whether the rocket is ready to launch:
856           <itemizedlist>
857             <listitem>
858               <para>
859                 Battery Voltage. This indicates whether the Li-Po battery
860                 powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
861                 the duration of the flight. A value of more than
862                 3.7V is required for a 'GO' status.
863               </para>
864             </listitem>
865             <listitem>
866               <para>
867                 Apogee Igniter Voltage. This indicates whether the apogee
868                 igniter has continuity. If the igniter has a low
869                 resistance, then the voltage measured here will be close
870                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
871                 required for a 'GO' status.
872               </para>
873             </listitem>
874             <listitem>
875               <para>
876                 Main Igniter Voltage. This indicates whether the main
877                 igniter has continuity. If the igniter has a low
878                 resistance, then the voltage measured here will be close
879                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
880                 required for a 'GO' status.
881               </para>
882             </listitem>
883             <listitem>
884               <para>
885                 On-board Data Logging. This indicates whether there is
886                 space remaining on-board to store flight data for the
887                 upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
888                 to erase flights, there may not be any space
889                 left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
890                 on the configured maximum flight log size. TeleMini
891                 stores only a single flight, so it will need to be
892                 downloaded and erased after each flight to capture
893                 data. This only affects on-board flight logging; the
894                 altimeter will still transmit telemetry and fire
895                 ejection charges at the proper times.
896               </para>
897             </listitem>
898             <listitem>
899               <para>
900                 GPS Locked. For a TeleMetrum device, this indicates whether the GPS receiver is
901                 currently able to compute position information. GPS requires
902                 at least 4 satellites to compute an accurate position.
903               </para>
904             </listitem>
905             <listitem>
906               <para>
907                 GPS Ready. For a TeleMetrum device, this indicates whether GPS has reported at least
908                 10 consecutive positions without losing lock. This ensures
909                 that the GPS receiver has reliable reception from the
910                 satellites.
911               </para>
912             </listitem>
913           </itemizedlist>
914           <para>
915             The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
916             and altitude, averaging many reported positions to improve the
917             accuracy of the fix.
918           </para>
919         </para>
920       </section>
921       <section>
922         <title>Ascent</title>
923         <para>
924           This tab is shown during Boost, Fast and Coast
925           phases. The information displayed here helps monitor the
926           rocket as it heads towards apogee.
927         </para>
928         <para>
929           The height, speed and acceleration are shown along with the
930           maximum values for each of them. This allows you to quickly
931           answer the most commonly asked questions you'll hear during
932           flight.
933         </para>
934         <para>
935           The current latitude and longitude reported by the TeleMetrum GPS are
936           also shown. Note that under high acceleration, these values
937           may not get updated as the GPS receiver loses position
938           fix. Once the rocket starts coasting, the receiver should
939           start reporting position again.
940         </para>
941         <para>
942           Finally, the current igniter voltages are reported as in the
943           Launch Pad tab. This can help diagnose deployment failures
944           caused by wiring which comes loose under high acceleration.
945         </para>
946       </section>
947       <section>
948         <title>Descent</title>
949         <para>
950           Once the rocket has reached apogee and (we hope) activated the
951           apogee charge, attention switches to tracking the rocket on
952           the way back to the ground, and for dual-deploy flights,
953           waiting for the main charge to fire.
954         </para>
955         <para>
956           To monitor whether the apogee charge operated correctly, the
957           current descent rate is reported along with the current
958           height. Good descent rates vary based on the choice of recovery
959           components, but generally range from 15-30m/s on drogue and should
960           be below 10m/s when under the main parachute in a dual-deploy flight.
961         </para>
962         <para>
963           For TeleMetrum altimeters, you can locate the rocket in the
964           sky using the elevation and bearing information to figure
965           out where to look. Elevation is in degrees above the
966           horizon. Bearing is reported in degrees relative to true
967           north. Range can help figure out how big the rocket will
968           appear. Ground Distance shows how far it is to a point
969           directly under the rocket and can help figure out where the
970           rocket is likely to land. Note that all of these values are
971           relative to the pad location. If the elevation is near 90°,
972           the rocket is over the pad, not over you.
973         </para>
974         <para>
975           Finally, the igniter voltages are reported in this tab as
976           well, both to monitor the main charge as well as to see what
977           the status of the apogee charge is.  Note that some commercial
978           e-matches are designed to retain continuity even after being
979           fired, and will continue to show as green or return from red to
980           green after firing.
981         </para>
982       </section>
983       <section>
984         <title>Landed</title>
985         <para>
986           Once the rocket is on the ground, attention switches to
987           recovery. While the radio signal is often lost once the
988           rocket is on the ground, the last reported GPS position is
989           generally within a short distance of the actual landing location.
990         </para>
991         <para>
992           The last reported GPS position is reported both by
993           latitude and longitude as well as a bearing and distance from
994           the launch pad. The distance should give you a good idea of
995           whether to walk or hitch a ride.  Take the reported
996           latitude and longitude and enter them into your hand-held GPS
997           unit and have that compute a track to the landing location.
998         </para>
999         <para>
1000           Both TeleMini and TeleMetrum will continue to transmit RDF
1001           tones after landing, allowing you to locate the rocket by
1002           following the radio signal if necessary. You may need to get 
1003           away from the clutter of the flight line, or even get up on 
1004           a hill (or your neighbor's RV roof) to receive the RDF signal.
1005         </para>
1006         <para>
1007           The maximum height, speed and acceleration reported
1008           during the flight are displayed for your admiring observers.
1009           The accuracy of these immediate values depends on the quality
1010           of your radio link and how many packets were received.  
1011           Recovering the on-board data after flight will likely yield
1012           more precise results.
1013         </para>
1014         <para>
1015           To get more detailed information about the flight, you can
1016           click on the 'Graph Flight' button which will bring up a
1017           graph window for the current flight.
1018         </para>
1019       </section>
1020       <section>
1021         <title>Site Map</title>
1022         <para>
1023           When the TeleMetrum has a GPS fix, the Site Map tab will map
1024           the rocket's position to make it easier for you to locate the
1025           rocket, both while it is in the air, and when it has landed. The
1026           rocket's state is indicated by color: white for pad, red for
1027           boost, pink for fast, yellow for coast, light blue for drogue,
1028           dark blue for main, and black for landed.
1029         </para>
1030         <para>
1031           The map's scale is approximately 3m (10ft) per pixel. The map
1032           can be dragged using the left mouse button. The map will attempt
1033           to keep the rocket roughly centered while data is being received.
1034         </para>
1035         <para>
1036           Images are fetched automatically via the Google Maps Static API,
1037           and cached on disk for reuse. If map images cannot be downloaded,
1038           the rocket's path will be traced on a dark gray background
1039           instead.
1040         </para>
1041         <para>
1042           You can pre-load images for your favorite launch sites
1043           before you leave home; check out the 'Preload Maps' section below.
1044         </para>
1045       </section>
1046     </section>
1047     <section>
1048       <title>Save Flight Data</title>
1049       <para>
1050         The altimeter records flight data to its internal flash memory.
1051         TeleMetrum data is recorded at a much higher rate than the telemetry
1052         system can handle, and is not subject to radio drop-outs. As
1053         such, it provides a more complete and precise record of the
1054         flight. The 'Save Flight Data' button allows you to read the
1055         flash memory and write it to disk. As TeleMini has only a barometer, it
1056         records data at the same rate as the telemetry signal, but there will be
1057         no data lost due to telemetry drop-outs.
1058       </para>
1059       <para>
1060         Clicking on the 'Save Flight Data' button brings up a list of
1061         connected TeleMetrum and TeleDongle devices. If you select a
1062         TeleMetrum device, the flight data will be downloaded from that
1063         device directly. If you select a TeleDongle device, flight data
1064         will be downloaded from an altimeter over radio link via the 
1065         specified TeleDongle. See the chapter on Controlling An Altimeter 
1066         Over The Radio Link for more information.
1067       </para>
1068       <para>
1069         After the device has been selected, a dialog showing the
1070         flight data saved in the device will be shown allowing you to
1071         select which flights to download and which to delete. With
1072         version 0.9 or newer firmware, you must erase flights in order
1073         for the space they consume to be reused by another
1074         flight. This prevents accidentally losing flight data
1075         if you neglect to download data before flying again. Note that
1076         if there is no more space available in the device, then no
1077         data will be recorded during the next flight.
1078       </para>
1079       <para>
1080         The file name for each flight log is computed automatically
1081         from the recorded flight date, altimeter serial number and
1082         flight number information.
1083       </para>
1084     </section>
1085     <section>
1086       <title>Replay Flight</title>
1087       <para>
1088         Select this button and you are prompted to select a flight
1089         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1090         .eeprom file containing flight data saved from the altimeter
1091         flash memory.
1092       </para>
1093       <para>
1094         Once a flight record is selected, the flight monitor interface
1095         is displayed and the flight is re-enacted in real time. Check
1096         the Monitor Flight chapter above to learn how this window operates.
1097       </para>
1098     </section>
1099     <section>
1100       <title>Graph Data</title>
1101       <para>
1102         Select this button and you are prompted to select a flight
1103         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1104         .eeprom file containing flight data saved from
1105         flash memory.
1106       </para>
1107       <para>
1108         Once a flight record is selected, a window with two tabs is
1109         opened. The first tab contains a graph with acceleration
1110         (blue), velocity (green) and altitude (red) of the flight,
1111         measured in metric units. The
1112         apogee(yellow) and main(magenta) igniter voltages are also
1113         displayed; high voltages indicate continuity, low voltages
1114         indicate open circuits. The second tab contains some basic
1115         flight statistics.
1116       </para>
1117       <para>
1118         The graph can be zoomed into a particular area by clicking and
1119         dragging down and to the right. Once zoomed, the graph can be
1120         reset by clicking and dragging up and to the left. Holding down
1121         control and clicking and dragging allows the graph to be panned.
1122         The right mouse button causes a pop-up menu to be displayed, giving
1123         you the option save or print the plot.
1124       </para>
1125       <para>
1126         Note that telemetry files will generally produce poor graphs
1127         due to the lower sampling rate and missed telemetry packets.
1128         Use saved flight data in .eeprom files for graphing where possible.
1129       </para>
1130     </section>
1131     <section>
1132       <title>Export Data</title>
1133       <para>
1134         This tool takes the raw data files and makes them available for
1135         external analysis. When you select this button, you are prompted to 
1136         select a flight
1137         data file (either .eeprom or .telem will do, remember that
1138         .eeprom files contain higher resolution and more continuous
1139         data). Next, a second dialog appears which is used to select
1140         where to write the resulting file. It has a selector to choose
1141         between CSV and KML file formats.
1142       </para>
1143       <section>
1144         <title>Comma Separated Value Format</title>
1145         <para>
1146           This is a text file containing the data in a form suitable for
1147           import into a spreadsheet or other external data analysis
1148           tool. The first few lines of the file contain the version and
1149           configuration information from the altimeter, then
1150           there is a single header line which labels all of the
1151           fields. All of these lines start with a '#' character which
1152           many tools can be configured to skip over.
1153         </para>
1154         <para>
1155           The remaining lines of the file contain the data, with each
1156           field separated by a comma and at least one space. All of
1157           the sensor values are converted to standard units, with the
1158           barometric data reported in both pressure, altitude and
1159           height above pad units.
1160         </para>
1161       </section>
1162       <section>
1163         <title>Keyhole Markup Language (for Google Earth)</title>
1164         <para>
1165           This is the format used by Google Earth to provide an overlay 
1166           within that application. With this, you can use Google Earth to 
1167           see the whole flight path in 3D.
1168         </para>
1169       </section>
1170     </section>
1171     <section>
1172       <title>Configure Altimeter</title>
1173       <para>
1174         Select this button and then select either a TeleMetrum or
1175         TeleDongle Device from the list provided. Selecting a TeleDongle
1176         device will use the radio link to configure a remote altimeter. 
1177       </para>
1178       <para>
1179         The first few lines of the dialog provide information about the
1180         connected device, including the product name,
1181         software version and hardware serial number. Below that are the
1182         individual configuration entries.
1183       </para>
1184       <para>
1185         At the bottom of the dialog, there are four buttons:
1186       </para>
1187       <itemizedlist>
1188         <listitem>
1189           <para>
1190             Save. This writes any changes to the
1191             configuration parameter block in flash memory. If you don't
1192             press this button, any changes you make will be lost.
1193           </para>
1194         </listitem>
1195         <listitem>
1196           <para>
1197             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1198             erasing any changes you have made.
1199           </para>
1200         </listitem>
1201         <listitem>
1202           <para>
1203             Reboot. This reboots the device. Use this to
1204             switch from idle to pad mode by rebooting once the rocket is
1205             oriented for flight, or to confirm changes you think you saved 
1206             are really saved.
1207           </para>
1208         </listitem>
1209         <listitem>
1210           <para>
1211             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1212             lost.
1213           </para>
1214         </listitem>
1215       </itemizedlist>
1216       <para>
1217         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1218       </para>
1219       <section>
1220         <title>Main Deploy Altitude</title>
1221         <para>
1222           This sets the altitude (above the recorded pad altitude) at
1223           which the 'main' igniter will fire. The drop-down menu shows
1224           some common values, but you can edit the text directly and
1225           choose whatever you like. If the apogee charge fires below
1226           this altitude, then the main charge will fire two seconds
1227           after the apogee charge fires.
1228         </para>
1229       </section>
1230       <section>
1231         <title>Apogee Delay</title>
1232         <para>
1233           When flying redundant electronics, it's often important to
1234           ensure that multiple apogee charges don't fire at precisely
1235           the same time, as that can over pressurize the apogee deployment
1236           bay and cause a structural failure of the air-frame. The Apogee
1237           Delay parameter tells the flight computer to fire the apogee
1238           charge a certain number of seconds after apogee has been
1239           detected.
1240         </para>
1241       </section>
1242       <section>
1243         <title>Radio Frequency</title>
1244         <para>
1245           This configures which of the configured frequencies to use for both
1246           telemetry and packet command mode. Note that if you set this
1247           value via packet command mode, you will have to reconfigure
1248           the TeleDongle frequency before you will be able to use packet
1249           command mode again.
1250         </para>
1251       </section>
1252       <section>
1253         <title>Radio Calibration</title>
1254         <para>
1255           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1256           factory to ensure that they transmit and receive on the
1257           specified frequency.  If you need to you can adjust the calibration 
1258           by changing this value.  Do not do this without understanding what
1259           the value means, read the appendix on calibration and/or the source
1260           code for more information.  To change a TeleDongle's calibration, 
1261           you must reprogram the unit completely.
1262         </para>
1263       </section>
1264       <section>
1265         <title>Callsign</title>
1266         <para>
1267           This sets the call sign included in each telemetry packet. Set this
1268           as needed to conform to your local radio regulations.
1269         </para>
1270       </section>
1271       <section>
1272         <title>Maximum Flight Log Size</title>
1273         <para>
1274           This sets the space (in kilobytes) allocated for each flight
1275           log. The available space will be divided into chunks of this
1276           size. A smaller value will allow more flights to be stored,
1277           a larger value will record data from longer flights.
1278         </para>
1279       </section>
1280       <section>
1281         <title>Ignite Mode</title>
1282         <para>
1283           TeleMetrum and TeleMini provide two igniter channels as they
1284           were originally designed as dual-deploy flight
1285           computers. This configuration parameter allows the two
1286           channels to be used in different configurations.
1287         </para>
1288         <itemizedlist>
1289           <listitem>
1290             <para>
1291               Dual Deploy. This is the usual mode of operation; the
1292               'apogee' channel is fired at apogee and the 'main'
1293               channel at the height above ground specified by the
1294               'Main Deploy Altitude' during descent.
1295             </para>
1296           </listitem>
1297           <listitem>
1298             <para>
1299               Redundant Apogee. This fires both channels at
1300               apogee, the 'apogee' channel first followed after a two second
1301               delay by the 'main' channel.
1302             </para>
1303           </listitem>
1304           <listitem>
1305             <para>
1306               Redundant Main. This fires both channels at the
1307               height above ground specified by the Main Deploy
1308               Altitude setting during descent. The 'apogee'
1309               channel is fired first, followed after a two second
1310               delay by the 'main' channel.
1311             </para>
1312           </listitem>
1313         </itemizedlist>
1314       </section>
1315       <section>
1316         <title>Pad Orientation</title>
1317         <para>
1318           Because it includes an accelerometer, TeleMetrum is
1319           sensitive to the orientation of the board. By default, it
1320           expects the antenna end to point forward. This parameter
1321           allows that default to be changed, permitting the board to
1322           be mounted with the antenna pointing aft instead.
1323         </para>
1324         <itemizedlist>
1325           <listitem>
1326             <para>
1327               Antenna Up. In this mode, the antenna end of the
1328               TeleMetrum board must point forward, in line with the
1329               expected flight path.
1330             </para>
1331           </listitem>
1332           <listitem>
1333             <para>
1334               Antenna Down. In this mode, the antenna end of the
1335               TeleMetrum board must point aft, in line with the
1336               expected flight path.
1337             </para>
1338           </listitem>
1339         </itemizedlist>
1340       </section>
1341     </section>
1342     <section>
1343       <title>Configure AltosUI</title>
1344       <para>
1345         This button presents a dialog so that you can configure the AltosUI global settings.
1346       </para>
1347       <section>
1348         <title>Voice Settings</title>
1349         <para>
1350           AltosUI provides voice announcements during flight so that you
1351           can keep your eyes on the sky and still get information about
1352           the current flight status. However, sometimes you don't want
1353           to hear them.
1354         </para>
1355         <itemizedlist>
1356           <listitem>
1357             <para>Enable—turns all voice announcements on and off</para>
1358           </listitem>
1359           <listitem>
1360             <para>
1361               Test Voice—Plays a short message allowing you to verify
1362               that the audio system is working and the volume settings
1363               are reasonable
1364             </para>
1365           </listitem>
1366         </itemizedlist>
1367       </section>
1368       <section>
1369         <title>Log Directory</title>
1370         <para>
1371           AltosUI logs all telemetry data and saves all TeleMetrum flash
1372           data to this directory. This directory is also used as the
1373           staring point when selecting data files for display or export.
1374         </para>
1375         <para>
1376           Click on the directory name to bring up a directory choosing
1377           dialog, select a new directory and click 'Select Directory' to
1378           change where AltosUI reads and writes data files.
1379         </para>
1380       </section>
1381       <section>
1382         <title>Callsign</title>
1383         <para>
1384           This value is transmitted in each command packet sent from 
1385           TeleDongle and received from an altimeter.  It is not used in 
1386           telemetry mode, as the callsign configured in the altimeter board
1387           is included in all telemetry packets.  Configure this
1388           with the AltosUI operators call sign as needed to comply with
1389           your local radio regulations.
1390         </para>
1391       </section>
1392       <section>
1393         <title>Imperial Units</title>
1394         <para>
1395           This switches between metric units (meters) and imperial
1396           units (feet and miles). This affects the display of values
1397           use during flight monitoring, data graphing and all of the
1398           voice announcements. It does not change the units used when
1399           exporting to CSV files, those are always produced in metric units.
1400         </para>
1401       </section>
1402       <section>
1403         <title>Font Size</title>
1404         <para>
1405           Selects the set of fonts used in the flight monitor
1406           window. Choose between the small, medium and large sets.
1407         </para>
1408       </section>
1409       <section>
1410         <title>Serial Debug</title>
1411         <para>
1412           This causes all communication with a connected device to be
1413           dumped to the console from which AltosUI was started. If
1414           you've started it from an icon or menu entry, the output
1415           will simply be discarded. This mode can be useful to debug
1416           various serial communication issues.
1417         </para>
1418       </section>
1419       <section>
1420         <title>Manage Frequencies</title>
1421         <para>
1422           This brings up a dialog where you can configure the set of
1423           frequencies shown in the various frequency menus. You can
1424           add as many as you like, or even reconfigure the default
1425           set. Changing this list does not affect the frequency
1426           settings of any devices, it only changes the set of
1427           frequencies shown in the menus.
1428         </para>
1429       </section>
1430     </section>
1431     <section>
1432       <title>Configure Groundstation</title>
1433       <para>
1434         Select this button and then select a TeleDongle Device from the list provided.
1435       </para>
1436       <para>
1437         The first few lines of the dialog provide information about the
1438         connected device, including the product name,
1439         software version and hardware serial number. Below that are the
1440         individual configuration entries.
1441       </para>
1442       <para>
1443         Note that the TeleDongle itself doesn't save any configuration
1444         data, the settings here are recorded on the local machine in
1445         the Java preferences database. Moving the TeleDongle to
1446         another machine, or using a different user account on the same
1447         machine will cause settings made here to have no effect.
1448       </para>
1449       <para>
1450         At the bottom of the dialog, there are three buttons:
1451       </para>
1452       <itemizedlist>
1453         <listitem>
1454           <para>
1455             Save. This writes any changes to the
1456             local Java preferences file. If you don't
1457             press this button, any changes you make will be lost.
1458           </para>
1459         </listitem>
1460         <listitem>
1461           <para>
1462             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1463             erasing any changes you have made.
1464           </para>
1465         </listitem>
1466         <listitem>
1467           <para>
1468             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1469             lost.
1470           </para>
1471         </listitem>
1472       </itemizedlist>
1473       <para>
1474         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1475       </para>
1476       <section>
1477         <title>Frequency</title>
1478         <para>
1479           This configures the frequency to use for both telemetry and
1480           packet command mode. Set this before starting any operation
1481           involving packet command mode so that it will use the right
1482           frequency. Telemetry monitoring mode also provides a menu to
1483           change the frequency, and that menu also sets the same Java
1484           preference value used here.
1485         </para>
1486       </section>
1487       <section>
1488         <title>Radio Calibration</title>
1489         <para>
1490           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1491           factory to ensure that they transmit and receive on the
1492           specified frequency.  To change a TeleDongle's calibration, 
1493           you must reprogram the unit completely, so this entry simply
1494           shows the current value and doesn't allow any changes.
1495         </para>
1496       </section>
1497     </section>
1498     <section>
1499       <title>Flash Image</title>
1500       <para>
1501         This reprograms any Altus Metrum device by using a TeleMetrum
1502         or TeleDongle as a programming dongle. Please read the
1503         directions for flashing devices in the Updating Device
1504         Firmware chapter below.
1505       </para>
1506       <para>
1507         Once you have the programmer and target devices connected,
1508         push the 'Flash Image' button. That will present a dialog box
1509         listing all of the connected devices. Carefully select the
1510         programmer device, not the device to be programmed.
1511       </para>
1512       <para>
1513         Next, select the image to flash to the device. These are named
1514         with the product name and firmware version. The file selector
1515         will start in the directory containing the firmware included
1516         with the AltosUI package. Navigate to the directory containing
1517         the desired firmware if it isn't there.
1518       </para>
1519       <para>
1520         Next, a small dialog containing the device serial number and
1521         RF calibration values should appear. If these values are
1522         incorrect (possibly due to a corrupted image in the device),
1523         enter the correct values here.
1524       </para>
1525       <para>
1526         Finally, a dialog containing a progress bar will follow the
1527         programming process.
1528       </para>
1529       <para>
1530         When programming is complete, the target device will
1531         reboot. Note that if the target device is connected via USB, you
1532         will have to unplug it and then plug it back in for the USB
1533         connection to reset so that you can communicate with the device
1534         again.
1535       </para>
1536     </section>
1537     <section>
1538       <title>Fire Igniter</title>
1539       <para>
1540         This activates the igniter circuits in TeleMetrum to help test
1541         recovery systems deployment. Because this command can operate
1542         over the Packet Command Link, you can prepare the rocket as
1543         for flight and then test the recovery system without needing
1544         to snake wires inside the air-frame.
1545       </para>
1546       <para>
1547         Selecting the 'Fire Igniter' button brings up the usual device
1548         selection dialog. Pick the desired TeleDongle or TeleMetrum
1549         device. This brings up another window which shows the current
1550         continuity test status for both apogee and main charges.
1551       </para>
1552       <para>
1553         Next, select the desired igniter to fire. This will enable the
1554         'Arm' button.
1555       </para>
1556       <para>
1557         Select the 'Arm' button. This enables the 'Fire' button. The
1558         word 'Arm' is replaced by a countdown timer indicating that
1559         you have 10 seconds to press the 'Fire' button or the system
1560         will deactivate, at which point you start over again at
1561         selecting the desired igniter.
1562       </para>
1563     </section>
1564     <section>
1565       <title>Scan Channels</title>
1566       <para>
1567         This listens for telemetry packets on all of the configured
1568         frequencies, displaying information about each device it
1569         receives a packet from. You can select which of the three
1570         telemetry formats should be tried; by default, it only listens
1571         for the standard telemetry packets used in v1.0 and later
1572         firmware.
1573       </para>
1574     </section>
1575     <section>
1576       <title>Load Maps</title>
1577       <para>
1578         Before heading out to a new launch site, you can use this to
1579         load satellite images in case you don't have internet
1580         connectivity at the site. This loads a fairly large area
1581         around the launch site, which should cover any flight you're likely to make.
1582       </para>
1583       <para>
1584         There's a drop-down menu of launch sites we know about; if
1585         your favorites aren't there, please let us know the lat/lon
1586         and name of the site. The contents of this list are actually
1587         downloaded at run-time, so as new sites are sent in, they'll
1588         get automatically added to this list.
1589       </para>
1590       <para>
1591         If the launch site isn't in the list, you can manually enter the lat/lon values
1592       </para>
1593       <para>
1594         Clicking the 'Load Map' button will fetch images from Google
1595         Maps; note that Google limits how many images you can fetch at
1596         once, so if you load more than one launch site, you may get
1597         some gray areas in the map which indicate that Google is tired
1598         of sending data to you. Try again later.
1599       </para>
1600     </section>
1601     <section>
1602       <title>Monitor Idle</title>
1603       <para>
1604         This brings up a dialog similar to the Monitor Flight UI,
1605         except it works with the altimeter in "idle" mode by sending
1606         query commands to discover the current state rather than
1607         listening for telemetry packets.
1608       </para>
1609     </section>
1610   </chapter>
1611   <chapter>
1612     <title>AltosDroid</title>
1613     <para>
1614       AltosDroid provides the same flight monitoring capabilities as
1615       AltosUI, but runs on Android devices and is designed to connect
1616       to a TeleBT receiver over Bluetooth™. Altos Droid monitors
1617       telemetry data, logging it to internal storage in the Android
1618       device, and presents that data in a UI the same way the 'Monitor
1619       Flight' window does in AltosUI.
1620     </para>
1621     <para>
1622       This manual will explain how to configure AltosDroid, connect
1623       to TeleBT, operate the flight monitoring interface and describe
1624       what the displayed data means.
1625     </para>
1626     <section>
1627       <title>Installing AltosDroid</title>
1628       <para>
1629         AltosDroid is included in the Google Play store. To install
1630         it on your Android device, open open the Google Play Store
1631         application and search for "altosdroid". Make sure you don't
1632         have a space between "altos" and "droid" or you probably won't
1633         find what you want. That should bring you to the right page
1634         from which you can download and install the application.
1635       </para>
1636     </section>
1637     <section>
1638       <title>Connecting to TeleBT</title>
1639       <para>
1640         Press the Android 'Menu' button or soft-key to see the
1641         configuration options available. Select the 'Connect a device'
1642         option and then the 'Scan for devices' entry at the bottom to
1643         look for your TeleBT device. Select your device, and when it
1644         asks for the code, enter '1234'.
1645       </para>
1646       <para>
1647         Subsequent connections will not require you to enter that
1648         code, and your 'paired' device will appear in the list without
1649         scanning.
1650       </para>
1651     </section>
1652     <section>
1653       <title>Configuring AltosDroid</title>
1654       <para>
1655         The only configuration option available for AltosDroid is
1656         which frequency to listen on. Press the Android 'Menu' button
1657         or soft-key and pick the 'Select radio frequency' entry. That
1658         brings up a menu of pre-set radio frequencies; pick the one
1659         which matches your altimeter.
1660       </para>
1661     </section>
1662     <section>
1663       <title>Flight Monitoring</title>
1664     </section>
1665     <section>
1666       <title>Downloading Flight Logs</title>
1667       <para>
1668         Altos Droid always saves every bit of telemetry data it
1669         receives. To download that to a computer for use with AltosUI,
1670         simply remove the SD card from your Android device, or connect
1671         your device to your computer's USB port and browse the files
1672         on that device. You will find '.telem' files in the TeleMetrum
1673         directory that will work with AltosUI directly.
1674       </para>
1675     </section>
1676   </chapter>
1677   <chapter>
1678     <title>Using Altus Metrum Products</title>
1679     <section>
1680       <title>Being Legal</title>
1681       <para>
1682         First off, in the US, you need an <ulink url="http://www.altusmetrum.org/Radio/">amateur radio license</ulink> or
1683         other authorization to legally operate the radio transmitters that are part
1684         of our products.
1685       </para>
1686       </section>
1687       <section>
1688         <title>In the Rocket</title>
1689         <para>
1690           In the rocket itself, you just need a <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMetrum/">TeleMetrum</ulink> or
1691           <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMini/">TeleMini</ulink> board and
1692           a single-cell, 3.7 volt nominal Li-Po rechargeable battery.  An 
1693           850mAh battery weighs less than a 9V alkaline battery, and will 
1694           run a TeleMetrum for hours.
1695           A 110mAh battery weighs less than a triple A battery and will run a TeleMetrum for
1696           a few hours, or a TeleMini for much (much) longer.
1697         </para>
1698         <para>
1699           By default, we ship the altimeters with a simple wire antenna.  If your
1700           electronics bay or the air-frame it resides within is made of carbon fiber,
1701           which is opaque to RF signals, you may choose to have an SMA connector
1702           installed so that you can run a coaxial cable to an antenna mounted
1703           elsewhere in the rocket.
1704         </para>
1705       </section>
1706       <section>
1707         <title>On the Ground</title>
1708         <para>
1709           To receive the data stream from the rocket, you need an antenna and short
1710           feed-line connected to one of our <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleDongle/">TeleDongle</ulink> units.  If possible, use an SMA to BNC 
1711         adapter instead of feedline between the antenna feedpoint and 
1712         TeleDongle, as this will give you the best performance.  The
1713           TeleDongle in turn plugs directly into the USB port on a notebook
1714           computer.  Because TeleDongle looks like a simple serial port, your computer
1715           does not require special device drivers... just plug it in.
1716         </para>
1717         <para>
1718           The GUI tool, AltosUI, is written in Java and runs across
1719           Linux, Mac OS and Windows. There's also a suite of C tools
1720           for Linux which can perform most of the same tasks.
1721         </para>
1722         <para>
1723           After the flight, you can use the radio link to extract the more detailed data
1724           logged in either TeleMetrum or TeleMini devices, or you can use a mini USB cable to plug into the
1725           TeleMetrum board directly.  Pulling out the data without having to open up
1726           the rocket is pretty cool!  A USB cable is also how you charge the Li-Po
1727           battery, so you'll want one of those anyway... the same cable used by lots
1728           of digital cameras and other modern electronic stuff will work fine.
1729         </para>
1730         <para>
1731           If your TeleMetrum-equipped rocket lands out of sight, you may enjoy having a hand-held GPS
1732           receiver, so that you can put in a way-point for the last reported rocket
1733           position before touch-down.  This makes looking for your rocket a lot like
1734           Geo-Caching... just go to the way-point and look around starting from there.
1735         </para>
1736         <para>
1737           You may also enjoy having a ham radio "HT" that covers the 70cm band... you
1738           can use that with your antenna to direction-find the rocket on the ground
1739           the same way you can use a Walston or Beeline tracker.  This can be handy
1740           if the rocket is hiding in sage brush or a tree, or if the last GPS position
1741           doesn't get you close enough because the rocket dropped into a canyon, or
1742           the wind is blowing it across a dry lake bed, or something like that...  Keith
1743           and Bdale both currently own and use the Yaesu VX-7R at launches.
1744         </para>
1745         <para>
1746           So, to recap, on the ground the hardware you'll need includes:
1747           <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1748             <listitem>
1749               an antenna and feed-line or adapter
1750             </listitem>
1751             <listitem>
1752               a TeleDongle
1753             </listitem>
1754             <listitem>
1755               a notebook computer
1756             </listitem>
1757             <listitem>
1758               optionally, a hand-held GPS receiver
1759             </listitem>
1760             <listitem>
1761               optionally, an HT or receiver covering 435 MHz
1762             </listitem>
1763           </orderedlist>
1764         </para>
1765         <para>
1766           The best hand-held commercial directional antennas we've found for radio
1767           direction finding rockets are from
1768           <ulink url="http://www.arrowantennas.com/" >
1769             Arrow Antennas.
1770           </ulink>
1771           The 440-3 and 440-5 are both good choices for finding a
1772           TeleMetrum- or TeleMini- equipped rocket when used with a suitable 
1773           70cm HT.  TeleDongle and an SMA to BNC adapter fit perfectly
1774           between the driven element and reflector of Arrow antennas.
1775         </para>
1776       </section>
1777       <section>
1778         <title>Data Analysis</title>
1779         <para>
1780           Our software makes it easy to log the data from each flight, both the
1781           telemetry received during the flight itself, and the more
1782           complete data log recorded in the flash memory on the altimeter
1783           board.  Once this data is on your computer, our post-flight tools make it
1784           easy to quickly get to the numbers everyone wants, like apogee altitude,
1785           max acceleration, and max velocity.  You can also generate and view a
1786           standard set of plots showing the altitude, acceleration, and
1787           velocity of the rocket during flight.  And you can even export a TeleMetrum data file
1788           usable with Google Maps and Google Earth for visualizing the flight path
1789           in two or three dimensions!
1790         </para>
1791         <para>
1792           Our ultimate goal is to emit a set of files for each flight that can be
1793           published as a web page per flight, or just viewed on your local disk with
1794           a web browser.
1795         </para>
1796       </section>
1797       <section>
1798         <title>Future Plans</title>
1799         <para>
1800           In the future, we intend to offer "companion boards" for the rocket 
1801           that will plug in to TeleMetrum to collect additional data, provide 
1802           more pyro channels, and so forth.  
1803         </para>
1804         <para>
1805           Also under design is a new flight computer with more sensors, more
1806           pyro channels, and a more powerful radio system designed for use
1807           in multi-stage, complex, and extreme altitude projects.
1808         </para>
1809         <para>
1810           We are also working on alternatives to TeleDongle.  One is a
1811           a stand-alone, hand-held ground terminal that will allow monitoring 
1812           the rocket's status, collecting data during flight, and logging data 
1813           after flight without the need for a notebook computer on the
1814           flight line.  Particularly since it is so difficult to read most 
1815           notebook screens in direct sunlight, we think this will be a great 
1816           thing to have.  We are also working on a TeleDongle variant with
1817           Bluetooth that will work with Android phones and tablets.
1818         </para>
1819         <para>
1820           Because all of our work is open, both the hardware designs and the 
1821           software, if you have some great idea for an addition to the current 
1822           Altus Metrum family, feel free to dive in and help!  Or let us know 
1823           what you'd like to see that we aren't already working on, and maybe 
1824           we'll get excited about it too...
1825         </para>
1826         <para>
1827           Watch our 
1828           <ulink url="http://altusmetrum.org/">web site</ulink> for more news 
1829           and information as our family of products evolves!
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. Altus Metrum 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         influence 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, have smooth edges, and away from areas of increasing or 
2011         decreasing 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.  If any igniters
2036         fire unexpectedly, find and resolve the issue before loading any
2037         BP charges!
2038       </para>
2039       <para>
2040         Ground test the ejection charges. Prepare the rocket for
2041         flight, loading ejection charges and igniters. Completely
2042         assemble the air-frame and then use the 'Fire Igniters'
2043         interface through a TeleDongle to command each charge to
2044         fire. Make sure the charge is sufficient to robustly separate
2045         the air-frame and deploy the recovery system.
2046       </para>
2047     </section>
2048   </chapter>
2049   <chapter>
2050     <title>Updating Device Firmware</title>
2051     <para>
2052       The big concept to understand is that you have to use a
2053       TeleDongle as a programmer to update a TeleMetrum or TeleMini,
2054       and a TeleMetrum or other TeleDongle to program the TeleDongle
2055       Due to limited memory resources in the cc1111, we don't support
2056       programming directly over USB. 
2057     </para>
2058     <para>
2059       You may wish to begin by ensuring you have current firmware images.
2060       These are distributed as part of the AltOS software bundle that
2061       also includes the AltosUI ground station program.  Newer ground
2062       station versions typically work fine with older firmware versions,
2063       so you don't need to update your devices just to try out new
2064       software features.  You can always download the most recent
2065       version from <ulink url="http://www.altusmetrum.org/AltOS/"/>.
2066     </para>
2067     <para>
2068       We recommend updating the altimeter first, before updating TeleDongle.
2069     </para>
2070     <section>
2071       <title>Updating TeleMetrum Firmware</title>
2072       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2073         <listitem>
2074           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
2075           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
2076           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
2077         </listitem>
2078         <listitem>
2079           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2080           to the circuit board.
2081         </listitem>
2082         <listitem>
2083           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
2084           matching connector on the TeleDongle, and the 4-pin end to the
2085           matching connector on the TeleMetrum.
2086           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
2087           goes through a hole in the PC board when you have the cable
2088           oriented correctly.
2089         </listitem>
2090         <listitem>
2091           Attach a battery to the TeleMetrum board.
2092         </listitem>
2093         <listitem>
2094           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
2095           up the TeleMetrum.
2096         </listitem>
2097         <listitem>
2098           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2099         </listitem>
2100         <listitem>
2101           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
2102           programming device.
2103         </listitem>
2104         <listitem>
2105           Select the image you want put on the TeleMetrum, which should have a
2106           name in the form telemetrum-v1.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
2107         in the default directory, if not you may have to poke around
2108         your system to find it.
2109         </listitem>
2110         <listitem>
2111           Make sure the configuration parameters are reasonable
2112           looking. If the serial number and/or RF configuration
2113           values aren't right, you'll need to change them.
2114         </listitem>
2115         <listitem>
2116           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2117           the TeleMetrum with new firmware, showing a progress bar.
2118         </listitem>
2119         <listitem>
2120           Confirm that the TeleMetrum board seems to have updated OK, which you
2121           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
2122           to connect to the board and issue the 'v' command to check
2123           the version, etc.
2124         </listitem>
2125         <listitem>
2126           If something goes wrong, give it another try.
2127         </listitem>
2128       </orderedlist>
2129     </section>
2130     <section>
2131       <title>Updating TeleMini Firmware</title>
2132       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2133         <listitem>
2134           You'll need a special 'programming cable' to reprogram the
2135           TeleMini. It's available on the Altus Metrum web store, or
2136           you can make your own using an 8-pin MicroMaTch connector on
2137           one end and a set of four pins on the other.
2138         </listitem>
2139         <listitem>
2140           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2141           to the circuit board.
2142         </listitem>
2143         <listitem>
2144           Plug the 8-pin end of the programming cable to the matching
2145           connector on the TeleDongle, and the 4-pins into the holes
2146           in the TeleMini circuit board.  Note that the MicroMaTch
2147           connector has an alignment pin that goes through a hole in
2148           the PC board when you have the cable oriented correctly, and
2149           that pin 1 on the TeleMini board is marked with a square pad
2150           while the other pins have round pads.
2151         </listitem>
2152         <listitem>
2153           Attach a battery to the TeleMini board.
2154         </listitem>
2155         <listitem>
2156           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
2157           up the TeleMini
2158         </listitem>
2159         <listitem>
2160           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2161         </listitem>
2162         <listitem>
2163           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
2164           programming device.
2165         </listitem>
2166         <listitem>
2167           Select the image you want put on the TeleMini, which should have a
2168           name in the form telemini-v1.0-1.0.0.ihx.  It should be visible
2169         in the default directory, if not you may have to poke around
2170         your system to find it.
2171         </listitem>
2172         <listitem>
2173           Make sure the configuration parameters are reasonable
2174           looking. If the serial number and/or RF configuration
2175           values aren't right, you'll need to change them.
2176         </listitem>
2177         <listitem>
2178           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2179           the TeleMini with new firmware, showing a progress bar.
2180         </listitem>
2181         <listitem>
2182           Confirm that the TeleMini board seems to have updated OK, which you
2183           can do by configuring it over the radio link through the TeleDongle, or
2184           letting it come up in "flight" mode and listening for telemetry.
2185         </listitem>
2186         <listitem>
2187           If something goes wrong, give it another try.
2188         </listitem>
2189       </orderedlist>
2190     </section>
2191     <section>
2192       <title>Updating TeleDongle Firmware</title>
2193       <para>
2194         Updating TeleDongle's firmware is just like updating TeleMetrum or TeleMini
2195         firmware, but you use either a TeleMetrum or another TeleDongle as the programmer.
2196         </para>
2197       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2198         <listitem>
2199           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
2200           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
2201           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
2202         </listitem>
2203         <listitem>
2204           Find the USB cable that you got as part of the starter kit, and
2205           plug the "mini" end in to the mating connector on TeleMetrum or TeleDongle.
2206         </listitem>
2207         <listitem>
2208           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2209           to the circuit board.
2210         </listitem>
2211         <listitem>
2212           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
2213           matching connector on the programmer, and the 4-pin end to the
2214           matching connector on the TeleDongle.
2215           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
2216           goes through a hole in the PC board when you have the cable
2217           oriented correctly.
2218         </listitem>
2219         <listitem>
2220           Attach a battery to the TeleMetrum board if you're using one.
2221         </listitem>
2222         <listitem>
2223           Plug both the programmer and the TeleDongle into your computer's USB
2224           ports, and power up the programmer.
2225         </listitem>
2226         <listitem>
2227           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2228         </listitem>
2229         <listitem>
2230           Pick the programmer device from the list, identifying it as the
2231           programming device.
2232         </listitem>
2233         <listitem>
2234           Select the image you want put on the TeleDongle, which should have a
2235           name in the form teledongle-v0.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
2236         in the default directory, if not you may have to poke around
2237         your system to find it.
2238         </listitem>
2239         <listitem>
2240           Make sure the configuration parameters are reasonable
2241           looking. If the serial number and/or RF configuration
2242           values aren't right, you'll need to change them.  The TeleDongle
2243           serial number is on the "bottom" of the circuit board, and can
2244           usually be read through the translucent blue plastic case without
2245           needing to remove the board from the case.
2246         </listitem>
2247         <listitem>
2248           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2249           the TeleDongle with new firmware, showing a progress bar.
2250         </listitem>
2251         <listitem>
2252           Confirm that the TeleDongle board seems to have updated OK, which you
2253           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
2254           to connect to the board and issue the 'v' command to check
2255           the version, etc.  Once you're happy, remove the programming cable
2256           and put the cover back on the TeleDongle.
2257         </listitem>
2258         <listitem>
2259           If something goes wrong, give it another try.
2260         </listitem>
2261       </orderedlist>
2262       <para>
2263         Be careful removing the programming cable from the locking 8-pin
2264         connector on TeleMetrum.  You'll need a fingernail or perhaps a thin
2265         screwdriver or knife blade to gently pry the locking ears out
2266         slightly to extract the connector.  We used a locking connector on
2267         TeleMetrum to help ensure that the cabling to companion boards
2268         used in a rocket don't ever come loose accidentally in flight.
2269       </para>
2270     </section>
2271   </chapter>
2272   <chapter>
2273     <title>Hardware Specifications</title>
2274     <section>
2275       <title>TeleMetrum Specifications</title>
2276       <itemizedlist>
2277         <listitem>
2278           <para>
2279             Recording altimeter for model rocketry.
2280           </para>
2281         </listitem>
2282         <listitem>
2283           <para>
2284             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2285           </para>
2286         </listitem>
2287         <listitem>
2288           <para>
2289             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2290           </para>
2291         </listitem>
2292         <listitem>
2293           <para>
2294             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2295           </para>
2296         </listitem>
2297         <listitem>
2298           <para>
2299             1-axis high-g accelerometer for motor characterization, capable of
2300             +/- 50g using default part.
2301           </para>
2302         </listitem>
2303         <listitem>
2304           <para>
2305             On-board, integrated GPS receiver with 5Hz update rate capability.
2306           </para>
2307         </listitem>
2308         <listitem>
2309           <para>
2310             On-board 1 megabyte non-volatile memory for flight data storage.
2311           </para>
2312         </listitem>
2313         <listitem>
2314           <para>
2315             USB interface for battery charging, configuration, and data recovery.
2316           </para>
2317         </listitem>
2318         <listitem>
2319           <para>
2320             Fully integrated support for Li-Po rechargeable batteries.
2321           </para>
2322         </listitem>
2323         <listitem>
2324           <para>
2325             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2326             optional separate pyro battery if needed.
2327           </para>
2328         </listitem>
2329         <listitem>
2330           <para>
2331             2.75 x 1 inch board designed to fit inside 29mm air-frame coupler tube.
2332           </para>
2333         </listitem>
2334       </itemizedlist>
2335     </section>
2336     <section>
2337       <title>TeleMini Specifications</title>
2338       <itemizedlist>
2339         <listitem>
2340           <para>
2341             Recording altimeter for model rocketry.
2342           </para>
2343         </listitem>
2344         <listitem>
2345           <para>
2346             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2347           </para>
2348         </listitem>
2349         <listitem>
2350           <para>
2351             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2352           </para>
2353         </listitem>
2354         <listitem>
2355           <para>
2356             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2357           </para>
2358         </listitem>
2359         <listitem>
2360           <para>
2361             On-board 5 kilobyte non-volatile memory for flight data storage.
2362           </para>
2363         </listitem>
2364         <listitem>
2365           <para>
2366             RF interface for configuration, and data recovery.
2367           </para>
2368         </listitem>
2369         <listitem>
2370           <para>
2371             Support for Li-Po rechargeable batteries, using an external charger.
2372           </para>
2373         </listitem>
2374         <listitem>
2375           <para>
2376             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2377             optional separate pyro battery if needed.
2378           </para>
2379         </listitem>
2380         <listitem>
2381           <para>
2382             1.5 x .5 inch board designed to fit inside 18mm air-frame coupler tube.
2383           </para>
2384         </listitem>
2385       </itemizedlist>
2386     </section>
2387   </chapter>
2388   <chapter>
2389     <title>FAQ</title>
2390       <para>
2391         TeleMetrum seems to shut off when disconnected from the
2392         computer.  Make sure the battery is adequately charged.  Remember the
2393         unit will pull more power than the USB port can deliver before the
2394         GPS enters "locked" mode.  The battery charges best when TeleMetrum
2395         is turned off.
2396       </para>
2397       <para>
2398         It's impossible to stop the TeleDongle when it's in "p" mode, I have
2399         to unplug the USB cable?  Make sure you have tried to "escape out" of
2400         this mode.  If this doesn't work the reboot procedure for the
2401         TeleDongle *is* to simply unplug it. 'cu' however will retain it's
2402         outgoing buffer IF your "escape out" ('~~') does not work.
2403         At this point using either 'ao-view' (or possibly
2404         'cutemon') instead of 'cu' will 'clear' the issue and allow renewed
2405         communication.
2406       </para>
2407       <para>
2408         The amber LED (on the TeleMetrum) lights up when both
2409         battery and USB are connected. Does this mean it's charging?
2410         Yes, the yellow LED indicates the charging at the 'regular' rate.
2411         If the led is out but the unit is still plugged into a USB port,
2412         then the battery is being charged at a 'trickle' rate.
2413       </para>
2414       <para>
2415         There are no "dit-dah-dah-dit" sound or lights like the manual mentions?
2416         That's the "pad" mode.  Weak batteries might be the problem.
2417         It is also possible that the TeleMetrum is horizontal and the output
2418         is instead a "dit-dit" meaning 'idle'. For TeleMini, it's possible that
2419         it received a command packet which would have left it in "pad" mode.
2420       </para>
2421       <para>
2422         How do I save flight data?
2423         Live telemetry is written to file(s) whenever AltosUI is connected
2424         to the TeleDongle.  The file area defaults to ~/TeleMetrum
2425         but is easily changed using the menus in AltosUI. The files that
2426         are written end in '.telem'. The after-flight
2427         data-dumped files will end in .eeprom and represent continuous data
2428         unlike the .telem files that are subject to losses
2429         along the RF data path.
2430         See the above instructions on what and how to save the eeprom stored
2431         data after physically retrieving your altimeter.  Make sure to save
2432         the on-board data after each flight; while the TeleMetrum can store
2433         multiple flights, you never know when you'll lose the altimeter...
2434       </para>
2435   </chapter>
2436   <appendix>
2437     <title>Notes for Older Software</title>
2438     <para>
2439       <emphasis>
2440       Before AltosUI was written, using Altus Metrum devices required
2441       some finesse with the Linux command line. There was a limited
2442       GUI tool, ao-view, which provided functionality similar to the
2443       Monitor Flight window in AltosUI, but everything else was a
2444       fairly 80's experience. This appendix includes documentation for
2445       using that software.
2446       </emphasis>
2447     </para>
2448     <para>
2449       Both TeleMetrum and TeleDongle can be directly communicated
2450       with using USB ports. The first thing you should try after getting
2451       both units plugged into to your computer's USB port(s) is to run
2452       'ao-list' from a terminal-window to see what port-device-name each
2453       device has been assigned by the operating system.
2454       You will need this information to access the devices via their
2455       respective on-board firmware and data using other command line
2456       programs in the AltOS software suite.
2457     </para>
2458     <para>
2459       TeleMini can be communicated with through a TeleDongle device
2460       over the radio link. When first booted, TeleMini listens for a
2461       TeleDongle device and if it receives a packet, it goes into
2462       'idle' mode. Otherwise, it goes into 'pad' mode and waits to be
2463       launched. The easiest way to get it talking is to start the
2464       communication link on the TeleDongle and the power up the
2465       TeleMini board.
2466     </para>
2467     <para>
2468       To access the device's firmware for configuration you need a terminal
2469       program such as you would use to talk to a modem.  The software
2470       authors prefer using the program 'cu' which comes from the UUCP package
2471       on most Unix-like systems such as Linux.  An example command line for
2472       cu might be 'cu -l /dev/ttyACM0', substituting the correct number
2473       indicated from running the
2474       ao-list program.  Another reasonable terminal program for Linux is
2475       'cutecom'.  The default 'escape'
2476       character used by CU (i.e. the character you use to
2477       issue commands to cu itself instead of sending the command as input
2478       to the connected device) is a '~'. You will need this for use in
2479       only two different ways during normal operations. First is to exit
2480       the program by sending a '~.' which is called a 'escape-disconnect'
2481       and allows you to close-out from 'cu'. The
2482       second use will be outlined later.
2483     </para>
2484     <para>
2485       All of the Altus Metrum devices share the concept of a two level
2486       command set in their firmware.
2487       The first layer has several single letter commands. Once
2488       you are using 'cu' (or 'cutecom') sending (typing) a '?'
2489       returns a full list of these
2490       commands. The second level are configuration sub-commands accessed
2491       using the 'c' command, for
2492       instance typing 'c?' will give you this second level of commands
2493       (all of which require the
2494       letter 'c' to access).  Please note that most configuration options
2495       are stored only in Flash memory; TeleDongle doesn't provide any storage
2496       for these options and so they'll all be lost when you unplug it.
2497     </para>
2498     <para>
2499       Try setting these configuration ('c' or second level menu) values.  A good
2500       place to start is by setting your call sign.  By default, the boards
2501       use 'N0CALL' which is cute, but not exactly legal!
2502       Spend a few minutes getting comfortable with the units, their
2503       firmware, and 'cu' (or possibly 'cutecom').
2504       For instance, try to send
2505       (type) a 'c r 2' and verify the channel change by sending a 'c s'.
2506       Verify you can connect and disconnect from the units while in your
2507       terminal program by sending the escape-disconnect mentioned above.
2508     </para>
2509         <para>
2510           To set the radio frequency, use the 'c R' command to specify the
2511           radio transceiver configuration parameter. This parameter is computed
2512           using the desired frequency, 'F', the radio calibration parameter, 'C' (showed by the 'c s' command) and
2513           the standard calibration reference frequency, 'S', (normally 434.550MHz):
2514           <programlisting>
2515             R = F / S * C
2516           </programlisting>
2517           Round the result to the nearest integer value.
2518           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2519           change to the parameter block in the on-board flash on
2520           your altimeter board if you want the change to stay in place across reboots.
2521         </para>
2522         <para>
2523           To set the apogee delay, use the 'c d' command.
2524           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2525           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2526         </para>
2527         <para>
2528           To set the main deployment altitude, use the 'c m' command.
2529           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2530           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2531         </para>
2532         <para>
2533           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2534           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2535           command to generate a CW carrier.  Wait for the transmitter temperature
2536           to stabilize and the frequency to settle down.
2537           Then, divide 434.550 MHz by the
2538           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2539           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2540           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2541           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2542           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2543           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2544           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2545         </para>
2546     <para>
2547       Note that the 'reboot' command, which is very useful on the altimeters,
2548       will likely just cause problems with the dongle.  The *correct* way
2549       to reset the dongle is just to unplug and re-plug it.
2550     </para>
2551     <para>
2552       A fun thing to do at the launch site and something you can do while
2553       learning how to use these units is to play with the radio link access
2554       between an altimeter and the TeleDongle.  Be aware that you *must* create
2555       some physical separation between the devices, otherwise the link will
2556       not function due to signal overload in the receivers in each device.
2557     </para>
2558     <para>
2559       Now might be a good time to take a break and read the rest of this
2560       manual, particularly about the two "modes" that the altimeters
2561       can be placed in. TeleMetrum uses the position of the device when booting
2562       up will determine whether the unit is in "pad" or "idle" mode. TeleMini
2563       enters "idle" mode when it receives a command packet within the first 5 seconds
2564       of being powered up, otherwise it enters "pad" mode.
2565     </para>
2566     <para>
2567       You can access an altimeter in idle mode from the TeleDongle's USB
2568       connection using the radio link
2569       by issuing a 'p' command to the TeleDongle. Practice connecting and
2570       disconnecting ('~~' while using 'cu') from the altimeter.  If
2571       you cannot escape out of the "p" command, (by using a '~~' when in
2572       CU) then it is likely that your kernel has issues.  Try a newer version.
2573     </para>
2574     <para>
2575       Using this radio link allows you to configure the altimeter, test
2576       fire e-matches and igniters from the flight line, check pyro-match
2577       continuity and so forth. You can leave the unit turned on while it
2578       is in 'idle mode' and then place the
2579       rocket vertically on the launch pad, walk away and then issue a
2580       reboot command.  The altimeter will reboot and start sending data
2581       having changed to the "pad" mode. If the TeleDongle is not receiving
2582       this data, you can disconnect 'cu' from the TeleDongle using the
2583       procedures mentioned above and THEN connect to the TeleDongle from
2584       inside 'ao-view'. If this doesn't work, disconnect from the
2585       TeleDongle, unplug it, and try again after plugging it back in.
2586     </para>
2587     <para>
2588       In order to reduce the chance of accidental firing of pyrotechnic
2589       charges, the command to fire a charge is intentionally somewhat
2590       difficult to type, and the built-in help is slightly cryptic to
2591       prevent accidental echoing of characters from the help text back at
2592       the board from firing a charge.  The command to fire the apogee
2593       drogue charge is 'i DoIt drogue' and the command to fire the main
2594       charge is 'i DoIt main'.
2595     </para>
2596     <para>
2597       On TeleMetrum, the GPS will eventually find enough satellites, lock in on them,
2598       and 'ao-view' will both auditorily announce and visually indicate
2599       that GPS is ready.
2600       Now you can launch knowing that you have a good data path and
2601       good satellite lock for flight data and recovery.  Remember
2602       you MUST tell ao-view to connect to the TeleDongle explicitly in
2603       order for ao-view to be able to receive data.
2604     </para>
2605     <para>
2606       The altimeters provide RDF (radio direction finding) tones on
2607       the pad, during descent and after landing. These can be used to
2608       locate the rocket using a directional antenna; the signal
2609       strength providing an indication of the direction from receiver to rocket.
2610     </para>
2611     <para>
2612       TeleMetrum also provides GPS tracking data, which can further simplify
2613       locating the rocket once it has landed. (The last good GPS data
2614       received before touch-down will be on the data screen of 'ao-view'.)
2615     </para>
2616     <para>
2617       Once you have recovered the rocket you can download the eeprom
2618       contents using either 'ao-dumplog' (or possibly 'ao-eeprom'), over
2619       either a USB cable or over the radio link using TeleDongle.
2620       And by following the man page for 'ao-postflight' you can create
2621       various data output reports, graphs, and even KML data to see the
2622       flight trajectory in Google-earth. (Moving the viewing angle making
2623       sure to connect the yellow lines while in Google-earth is the proper
2624       technique.)
2625     </para>
2626     <para>
2627       As for ao-view.... some things are in the menu but don't do anything
2628       very useful.  The developers have stopped working on ao-view to focus
2629       on a new, cross-platform ground station program.  So ao-view may or
2630       may not be updated in the future.  Mostly you just use
2631       the Log and Device menus.  It has a wonderful display of the incoming
2632       flight data and I am sure you will enjoy what it has to say to you
2633       once you enable the voice output!
2634     </para>
2635   </appendix>
2636   <appendix>
2637     <title>Drill Templates</title>
2638     <para>
2639       These images, when printed, provide precise templates for the
2640       mounting holes in Altus Metrum flight computers
2641     </para>
2642     <section>
2643       <title>TeleMetrum template</title>
2644       <para>
2645         TeleMetrum has overall dimensions of 1.000 x 2.750 inches, and the
2646         mounting holes are sized for use with 4-40 or M3 screws.
2647       </para>
2648       <mediaobject id="TeleMetrumTemplate">
2649         <imageobject>
2650           <imagedata format="SVG" fileref="telemetrum.svg"/>
2651         </imageobject>
2652       </mediaobject>
2653     </section>
2654     <section>
2655       <title>TeleMini template</title>
2656       <para>
2657         TeleMini has overall dimensions of 0.500 x 1.500 inches, and the
2658         mounting holes are sized for use with 2-56 or M2 screws.
2659       </para>
2660       <mediaobject id="TeleMiniTemplate">
2661         <imageobject>
2662           <imagedata format="SVG" fileref="telemini.svg"/>
2663         </imageobject>
2664       </mediaobject>
2665     </section>
2666   </appendix>
2667   <appendix>
2668       <title>Calibration</title>
2669       <para>
2670         There are only two calibrations required for a TeleMetrum board, and
2671         only one for TeleDongle and TeleMini.  All boards are shipped from
2672         the factory pre-calibrated, but the procedures are documented here
2673         in case they are ever needed.  Re-calibration is not supported by
2674         AltosUI, you must connect to the board with a serial terminal program
2675         and interact directly with the on-board command interpreter to effect
2676         calibration.
2677       </para>
2678       <section>
2679         <title>Radio Frequency</title>
2680         <para>
2681           The radio frequency is synthesized from a clock based on the 48 MHz
2682           crystal on the board.  The actual frequency of this oscillator 
2683           must be measured to generate a calibration constant.  While our 
2684           GFSK modulation
2685           bandwidth is wide enough to allow boards to communicate even when
2686           their oscillators are not on exactly the same frequency, performance
2687           is best when they are closely matched.
2688           Radio frequency calibration requires a calibrated frequency counter.
2689           Fortunately, once set, the variation in frequency due to aging and
2690           temperature changes is small enough that re-calibration by customers
2691           should generally not be required.
2692         </para>
2693         <para>
2694           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2695           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2696           command in the on-board command interpreter to generate a CW 
2697           carrier.  For TeleMetrum, this is best done over USB.  For TeleMini,
2698           note that the only way to escape the 'C' command is via power cycle
2699           since the board will no longer be listening for commands once it
2700           starts generating a CW carrier.
2701         </para>
2702         <para>
2703           Wait for the transmitter temperature to stabilize and the frequency 
2704           to settle down.  Then, divide 434.550 MHz by the
2705           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2706           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2707           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2708           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2709           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2710           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2711           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2712         </para>
2713         <para>
2714           Note that any time you re-do the radio frequency calibration, the
2715           radio frequency is reset to the default 434.550 Mhz.  If you want
2716           to use another frequency, you will have to set that again after
2717           calibration is completed.
2718         </para>
2719       </section>
2720       <section>
2721         <title>TeleMetrum Accelerometer</title>
2722         <para>
2723           The TeleMetrum accelerometer we use has its own 5 volt power 
2724           supply and
2725           the output must be passed through a resistive voltage divider to match
2726           the input of our 3.3 volt ADC.  This means that unlike the barometric
2727           sensor, the output of the acceleration sensor is not ratio-metric to
2728           the ADC converter, and calibration is required.  Explicitly 
2729           calibrating the accelerometers also allows us to load any device
2730           from a Freescale family that includes at least +/- 40g, 50g, 100g, 
2731           and 200g parts.  Using gravity,
2732           a simple 2-point calibration yields acceptable results capturing both
2733           the different sensitivities and ranges of the different accelerometer
2734           parts and any variation in power supply voltages or resistor values
2735           in the divider network.
2736         </para>
2737         <para>
2738           To calibrate the acceleration sensor, use the 'c a 0' command.  You
2739           will be prompted to orient the board vertically with the UHF antenna
2740           up and press a key, then to orient the board vertically with the
2741           UHF antenna down and press a key.  Note that the accuracy of this
2742           calibration depends primarily on how perfectly vertical and still
2743           the board is held during the cal process.  As with all 'c' 
2744           sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2745           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2746         </para>
2747         <para>
2748           The +1g and -1g calibration points are included in each telemetry
2749           frame and are part of the header stored in onboard flash to be
2750           downloaded after flight.  We always store and return raw ADC 
2751           samples for each sensor... so nothing is permanently "lost" or 
2752           "damaged" if the calibration is poor.
2753         </para>
2754         <para>
2755          In the unlikely event an accel cal goes badly, it is possible
2756          that TeleMetrum may always come up in 'pad mode' and as such not be
2757          listening to either the USB or radio link.  If that happens,
2758          there is a special hook in the firmware to force the board back
2759          in to 'idle mode' so you can re-do the cal.  To use this hook, you
2760          just need to ground the SPI clock pin at power-on.  This pin is
2761          available as pin 2 on the 8-pin companion connector, and pin 1 is
2762          ground.  So either carefully install a fine-gauge wire jumper
2763          between the two pins closest to the index hole end of the 8-pin
2764          connector, or plug in the programming cable to the 8-pin connector
2765          and use a small screwdriver or similar to short the two pins closest
2766          to the index post on the 4-pin end of the programming cable, and
2767          power up the board.  It should come up in 'idle mode' (two beeps),
2768          allowing a re-cal.
2769         </para>
2770       </section>
2771   </appendix>
2772   <appendix
2773       xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude">
2774     <title>Release Notes</title>
2775     <simplesect><title>Version 1.2</title><xi:include   href="release-notes-1.2.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2776     <simplesect><title>Version 1.1.1</title><xi:include href="release-notes-1.1.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2777     <simplesect><title>Version 1.1</title><xi:include   href="release-notes-1.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2778     <simplesect><title>Version 1.0.1</title><xi:include href="release-notes-1.0.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2779     <simplesect><title>Version 0.9.2</title><xi:include href="release-notes-0.9.2.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2780     <simplesect><title>Version 0.9</title><xi:include   href="release-notes-0.9.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2781     <simplesect><title>Version 0.8</title><xi:include   href="release-notes-0.8.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2782     <simplesect><title>Version 0.7.1</title><xi:include href="release-notes-0.7.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2783   </appendix>
2784 </book>
2785
2786 <!--  LocalWords:  Altusmetrum
2787 -->