various updates to the text .. more SMA to BNC adapter references, etc
[fw/altos] / doc / altusmetrum.xsl
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
2 <!DOCTYPE book PUBLIC "-//OASIS//DTD DocBook XML V4.5//EN"
3   "/usr/share/xml/docbook/schema/dtd/4.5/docbookx.dtd">
4 <book>
5   <title>The Altus Metrum System</title>
6   <subtitle>An Owner's Manual for TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle Devices</subtitle>
7   <bookinfo>
8     <author>
9       <firstname>Bdale</firstname>
10       <surname>Garbee</surname>
11     </author>
12     <author>
13       <firstname>Keith</firstname>
14       <surname>Packard</surname>
15     </author>
16     <author>
17       <firstname>Bob</firstname>
18       <surname>Finch</surname>
19     </author>
20     <author>
21       <firstname>Anthony</firstname>
22       <surname>Towns</surname>
23     </author>
24     <copyright>
25       <year>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>1.1.1</revnumber>
40         <date>16 September 2012</date>
41         <revremark>
42           Updated for software version 1.1.1 Version 1.1.1 fixes a few
43           bugs found in version 1.1.
44         </revremark>
45       </revision>
46       <revision>
47         <revnumber>1.1</revnumber>
48         <date>13 September 2012</date>
49         <revremark>
50           Updated for software version 1.1. Version 1.1 has new
51           features but is otherwise compatible with version 1.0.
52         </revremark>
53       </revision>
54       <revision>
55         <revnumber>1.0</revnumber>
56         <date>24 August 2011</date>
57         <revremark>
58           Updated for software version 1.0.  Note that 1.0 represents a
59           telemetry format change, meaning both ends of a link 
60           (TeleMetrum/TeleMini and TeleDongle) must be updated or 
61           communications will fail.
62         </revremark>
63       </revision>
64       <revision>
65         <revnumber>0.9</revnumber>
66         <date>18 January 2011</date>
67         <revremark>
68           Updated for software version 0.9.  Note that 0.9 represents a
69           telemetry format change, meaning both ends of a link (TeleMetrum and
70           TeleDongle) must be updated or communications will fail.
71         </revremark>
72       </revision>
73       <revision>
74         <revnumber>0.8</revnumber>
75         <date>24 November 2010</date>
76         <revremark>Updated for software version 0.8 </revremark>
77       </revision>
78     </revhistory>
79   </bookinfo>
80   <acknowledgements>
81     <para>
82       Thanks to Bob Finch, W9YA, NAR 12965, TRA 12350 for writing "The
83       Mere-Mortals Quick Start/Usage Guide to the Altus Metrum Starter
84       Kit" which formed the basis of the original Getting Started chapter 
85       in this manual.  Bob was one of our first customers for a production
86       TeleMetrum, and his continued enthusiasm and contributions
87       are immensely gratifying and highly appreciated!
88     </para>
89     <para>
90       And thanks to Anthony (AJ) Towns for major contributions including
91       the AltosUI graphing and site map code and associated documentation. 
92       Free software means that our customers and friends can become our
93       collaborators, and we certainly appreciate this level of
94       contribution!
95     </para>
96     <para>
97       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
98       out on the rocket flight line somewhere.
99       <literallayout>
100 Bdale Garbee, KB0G
101 NAR #87103, TRA #12201
102
103 Keith Packard, KD7SQG
104 NAR #88757, TRA #12200
105       </literallayout>
106     </para>
107   </acknowledgements>
108   <chapter>
109     <title>Introduction and Overview</title>
110     <para>
111       Welcome to the Altus Metrum community!  Our circuits and software reflect
112       our passion for both hobby rocketry and Free Software.  We hope their
113       capabilities and performance will delight you in every way, but by
114       releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
115       we also hope to empower you to take as active a role in our collective
116       future as you wish!
117     </para>
118     <para>
119       The first device created for our community was TeleMetrum, a dual
120       deploy altimeter with fully integrated GPS and radio telemetry
121       as standard features, and a "companion interface" that will
122       support optional capabilities in the future.
123     </para>
124     <para>
125       Our second device was TeleMini, a dual deploy altimeter with
126       radio telemetry and radio direction finding. This device is only
127       13mm by 38mm (½ inch by 1½ inches) and can fit easily in an 18mm 
128       air-frame.
129     </para>
130     <para>
131       Complementing TeleMetrum and TeleMini is TeleDongle, a USB to RF 
132       interface for communicating with the altimeters.  Combined with your 
133       choice of antenna and
134       notebook computer, TeleDongle and our associated user interface software
135       form a complete ground station capable of logging and displaying in-flight
136       telemetry, aiding rocket recovery, then processing and archiving flight
137       data for analysis and review.
138     </para>
139     <para>
140       More products will be added to the Altus Metrum family over time, and
141       we currently envision that this will be a single, comprehensive manual
142       for the entire product family.
143     </para>
144   </chapter>
145   <chapter>
146     <title>Getting Started</title>
147     <para>
148       The first thing to do after you check the inventory of parts in your
149       "starter kit" is to charge the battery.
150     </para>
151     <para>
152       The TeleMetrum battery can be charged by plugging it into the
153       corresponding socket of the TeleMetrum and then using the USB A to
154       mini B
155       cable to plug the TeleMetrum into your computer's USB socket. The
156       TeleMetrum circuitry will charge the battery whenever it is plugged
157       in, because the TeleMetrum's on-off switch does NOT control the
158       charging circuitry.
159     </para>
160     <para>
161       When the GPS chip is initially searching for
162       satellites, TeleMetrum will consume more current than it can pull
163       from the USB port, so the battery must be attached in order to get
164       satellite lock.  Once GPS is locked, the current consumption goes back
165       down enough to enable charging while
166       running. So it's a good idea to fully charge the battery as your
167       first item of business so there is no issue getting and maintaining
168       satellite lock.  The yellow charge indicator led will go out when the
169       battery is nearly full and the charger goes to trickle charge. It
170       can take several hours to fully recharge a deeply discharged battery.
171     </para>
172     <para>
173       The TeleMini battery can be charged by disconnecting it from the
174       TeleMini board and plugging it into a standalone battery charger 
175       such as the LipoCharger product included in TeleMini Starter Kits, 
176       and connecting that via a USB cable to a laptop or other USB
177       power source.  
178     </para>
179     <para>
180       The other active device in the starter kit is the TeleDongle USB to
181       RF interface.  If you plug it in to your Mac or Linux computer it should
182       "just work", showing up as a serial port device.  Windows systems need
183       driver information that is part of the AltOS download to know that the
184       existing USB modem driver will work.  We therefore recommend installing
185       our software before plugging in TeleDongle if you are using a Windows
186       computer.  If you are using Linux and are having problems, try moving 
187       to a fresher kernel (2.6.33 or newer), as the USB serial driver had 
188       ugly bugs in some earlier versions.
189     </para>
190     <para>
191       Next you should obtain and install the AltOS software.  These include
192       the AltosUI ground station program, current firmware images for
193       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle, and a number of standalone 
194       utilities that are rarely needed.  Pre-built binary packages are 
195       available for Linux, Microsoft Windows, and recent MacOSX versions.  
196       Full source code and build instructions are also available.
197       The latest version may always be downloaded from
198       <ulink url="http://altusmetrum.org/AltOS"/>.
199     </para>
200   </chapter>
201   <chapter>
202     <title>Handling Precautions</title>
203     <para>
204       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
205       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
206       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
207       devices, there are some precautions you must take.
208     </para>
209     <para>
210       The Lithium Polymer rechargeable batteries have an
211       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
212       much less battery mass than if we used alkaline batteries or previous
213       generation rechargeable batteries... but if they are punctured
214       or their leads are allowed to short, they can and will release their
215       energy very rapidly!
216       Thus we recommend that you take some care when handling our batteries
217       and consider giving them some extra protection in your air-frame.  We
218       often wrap them in suitable scraps of closed-cell packing foam before
219       strapping them down, for example.
220     </para>
221     <para>
222       The barometric sensors used on both TeleMetrum and TeleMini are 
223       sensitive to sunlight.  In normal TeleMetrum mounting situations, it 
224       and all of the other surface mount components
225       are "down" towards whatever the underlying mounting surface is, so
226       this is not normally a problem.  Please consider this, though, when
227       designing an installation, for example, in an air-frame with a
228       see-through plastic payload bay.  It is particularly important to
229       consider this with TeleMini, both because the baro sensor is on the
230       "top" of the board, and because many model rockets with payload bays
231       use clear plastic for the payload bay!  Replacing these with an opaque
232       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of masking
233       tape are all reasonable approaches to keep the sensor out of direct
234       sunlight.
235     </para>
236     <para>
237       The barometric sensor sampling port must be able to "breathe",
238       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
239       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
240       suitable static vent to outside air.
241     </para>
242     <para>
243       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
244       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
245       charge gasses.
246     </para>
247   </chapter>
248   <chapter>
249     <title>Hardware Overview</title>
250     <para>
251       TeleMetrum is a 1 inch by 2.75 inch circuit board.  It was designed to
252       fit inside coupler for 29mm air-frame tubing, but using it in a tube that
253       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
254       to succeed!  The presence of an accelerometer means TeleMetrum should
255       be aligned along the flight axis of the airframe, and by default the 1/4
256       wave UHF wire antenna should be on the nose-cone end of the board.  The
257       antenna wire is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
258       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
259       fin can end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
260       bay for TeleMetrum should have at least 10 inches of interior length.
261     </para>
262     <para>
263       TeleMini is a 0.5 inch by 1.5 inch circuit board.   It was designed to
264       fit inside an 18mm air-frame tube, but using it in a tube that
265       small in diameter may require some creativity in mounting and wiring
266       to succeed!  Since there is no accelerometer, TeleMini can be mounted
267       in any convenient orientation.  The default 1/4
268       wave UHF wire antenna attached to the center of one end of
269       the board is about 7 inches long, and wiring for a power switch and
270       the e-matches for apogee and main ejection charges depart from the
271       other end of the board, meaning an ideal "simple" avionics
272       bay for TeleMini should have at least 9 inches of interior length.
273     </para>
274     <para>
275       A typical TeleMetrum or TeleMini installation involves attaching 
276       only a suitable Lithium Polymer battery, a single pole switch for 
277       power on/off, and two pairs of wires connecting e-matches for the 
278       apogee and main ejection charges.  All Altus Metrum products are 
279       designed for use with single-cell batteries with 3.7 volts nominal.
280     </para>
281     <para>
282       The battery connectors are a standard 2-pin JST connector and
283       match batteries sold by Spark Fun. These batteries are
284       single-cell Lithium Polymer batteries that nominally provide 3.7
285       volts.  Other vendors sell similar batteries for RC aircraft
286       using mating connectors, however the polarity for those is
287       generally reversed from the batteries used by Altus Metrum
288       products. In particular, the Tenergy batteries supplied for use
289       in Featherweight flight computers are not compatible with Altus
290       Metrum flight computers or battery chargers. <emphasis>Check
291       polarity and voltage before connecting any battery not purchased
292       from Altus Metrum or Spark Fun.</emphasis>
293     </para>
294     <para>
295       By default, we use the unregulated output of the Li-Po battery directly
296       to fire ejection charges.  This works marvelously with standard
297       low-current e-matches like the J-Tek from MJG Technologies, and with
298       Quest Q2G2 igniters.  However, if you want or need to use a separate 
299       pyro battery, check out the "External Pyro Battery" section in this 
300       manual for instructions on how to wire that up. The altimeters are 
301       designed to work with an external pyro battery of no more than 15 volts.
302     </para>
303     <para>
304       Ejection charges are wired directly to the screw terminal block
305       at the aft end of the altimeter.  You'll need a very small straight 
306       blade screwdriver for these screws, such as you might find in a 
307       jeweler's screwdriver set.
308     </para>
309     <para>
310       TeleMetrum also uses the screw terminal block for the power
311       switch leads. On TeleMini, the power switch leads are soldered
312       directly to the board and can be connected directly to a switch.
313     </para>
314     <para>
315       For most air-frames, the integrated antennas are more than
316       adequate.   However, if you are installing in a carbon-fiber or
317       metal electronics bay which is opaque to RF signals, you may need to
318       use off-board external antennas instead.  In this case, you can
319       order an altimeter with an SMA connector for the UHF antenna
320       connection, and, on TeleMetrum, you can unplug the integrated GPS
321       antenna and select an appropriate off-board GPS antenna with
322       cable terminating in a U.FL connector.
323     </para>
324   </chapter>
325   <chapter>
326     <title>System Operation</title>
327     <section>
328       <title>Firmware Modes </title>
329       <para>
330         The AltOS firmware build for the altimeters has two
331         fundamental modes, "idle" and "flight".  Which of these modes
332         the firmware operates in is determined at start up time. For
333         TeleMetrum, the mode is controlled by the orientation of the
334         rocket (well, actually the board, of course...) at the time
335         power is switched on.  If the rocket is "nose up", then
336         TeleMetrum assumes it's on a rail or rod being prepared for
337         launch, so the firmware chooses flight mode.  However, if the
338         rocket is more or less horizontal, the firmware instead enters
339         idle mode.  Since TeleMini doesn't have an accelerometer we can
340         use to determine orientation, "idle" mode is selected when the
341         board receives a command packet within the first five seconds
342         of operation; if no packet is received, the board enters
343         "flight" mode.
344       </para>
345       <para>
346         At power on, you will hear three beeps or see three flashes
347         ("S" in Morse code for start up) and then a pause while
348         the altimeter completes initialization and self test, and decides 
349         which mode to enter next.
350       </para>
351       <para>
352         In flight or "pad" mode, the altimeter engages the flight
353         state machine, goes into transmit-only mode to
354         send telemetry, and waits for launch to be detected.
355         Flight mode is indicated by an "di-dah-dah-dit" ("P" for pad)
356         on the beeper or lights, followed by beeps or flashes
357         indicating the state of the pyrotechnic igniter continuity.
358         One beep/flash indicates apogee continuity, two beeps/flashes
359         indicate main continuity, three beeps/flashes indicate both
360         apogee and main continuity, and one longer "brap" sound or
361         rapidly alternating lights indicates no continuity.  For a
362         dual deploy flight, make sure you're getting three beeps or
363         flashes before launching!  For apogee-only or motor eject
364         flights, do what makes sense.
365       </para>
366       <para>
367         If idle mode is entered, you will hear an audible "di-dit" or see 
368         two short flashes ("I" for idle), and the flight state machine is 
369         disengaged, thus no ejection charges will fire.  The altimeters also 
370         listen for the radio link when in idle mode for requests sent via 
371         TeleDongle.  Commands can be issued to a TeleMetrum in idle mode 
372         over either
373         USB or the radio link equivalently. TeleMini only has the radio link.
374         Idle mode is useful for configuring the altimeter, for extracting data
375         from the on-board storage chip after flight, and for ground testing
376         pyro charges.
377       </para>
378       <para>
379         One "neat trick" of particular value when TeleMetrum is used with 
380         very large air-frames, is that you can power the board up while the 
381         rocket is horizontal, such that it comes up in idle mode.  Then you can
382         raise the air-frame to launch position, and issue a 'reset' command 
383         via TeleDongle over the radio link to cause the altimeter to reboot and 
384         come up in flight mode.  This is much safer than standing on the top 
385         step of a rickety step-ladder or hanging off the side of a launch 
386         tower with a screw-driver trying to turn on your avionics before 
387         installing igniters!
388       </para>
389     </section>
390     <section>
391       <title>GPS </title>
392       <para>
393         TeleMetrum includes a complete GPS receiver.  A complete explanation 
394         of how GPS works is beyond the scope of this manual, but the bottom 
395         line is that the TeleMetrum GPS receiver needs to lock onto at least 
396         four satellites to obtain a solid 3 dimensional position fix and know
397         what time it is.
398       </para>
399       <para>
400         TeleMetrum provides backup power to the GPS chip any time a 
401         battery is connected.  This allows the receiver to "warm start" on
402         the launch rail much faster than if every power-on were a GPS 
403         "cold start".  In typical operations, powering up TeleMetrum
404         on the flight line in idle mode while performing final air-frame
405         preparation will be sufficient to allow the GPS receiver to cold
406         start and acquire lock.  Then the board can be powered down during
407         RSO review and installation on a launch rod or rail.  When the board
408         is turned back on, the GPS system should lock very quickly, typically
409         long before igniter installation and return to the flight line are
410         complete.
411       </para>
412     </section>
413     <section>
414       <title>Controlling An Altimeter Over The Radio Link</title>
415       <para>
416         One of the unique features of the Altus Metrum system is
417         the ability to create a two way command link between TeleDongle
418         and an altimeter using the digital radio transceivers built into
419         each device. This allows you to interact with the altimeter from
420         afar, as if it were directly connected to the computer.
421       </para>
422       <para>
423         Any operation which can be performed with TeleMetrum can
424         either be done with TeleMetrum directly connected to the
425         computer via the USB cable, or through the radio
426         link. TeleMini doesn't provide a USB connector and so it is
427         always communicated with over radio.  Select the appropriate 
428         TeleDongle device when the list of devices is presented and 
429         AltosUI will interact with an altimeter over the radio link.
430       </para>
431       <para>
432         One oddity in the current interface is how AltosUI selects the
433         frequency for radio communications. Instead of providing
434         an interface to specifically configure the frequency, it uses
435         whatever frequency was most recently selected for the target
436         TeleDongle device in Monitor Flight mode. If you haven't ever
437         used that mode with the TeleDongle in question, select the
438         Monitor Flight button from the top level UI, and pick the
439         appropriate TeleDongle device.  Once the flight monitoring
440         window is open, select the desired frequency and then close it
441         down again. All radio communications will now use that frequency.
442       </para>
443       <itemizedlist>
444         <listitem>
445           <para>
446             Save Flight Data—Recover flight data from the rocket without
447             opening it up.
448           </para>
449         </listitem>
450         <listitem>
451           <para>
452             Configure altimeter apogee delays or main deploy heights
453             to respond to changing launch conditions. You can also
454             'reboot' the altimeter. Use this to remotely enable the
455             flight computer by turning TeleMetrum on in "idle" mode,
456             then once the air-frame is oriented for launch, you can
457             reboot the altimeter and have it restart in pad mode
458             without having to climb the scary ladder.
459           </para>
460         </listitem>
461         <listitem>
462           <para>
463             Fire Igniters—Test your deployment charges without snaking
464             wires out through holes in the air-frame. Simply assembly the
465             rocket as if for flight with the apogee and main charges
466             loaded, then remotely command the altimeter to fire the
467             igniters.
468           </para>
469         </listitem>
470       </itemizedlist>
471       <para>
472         Operation over the radio link for configuring an altimeter, ground
473         testing igniters, and so forth uses the same RF frequencies as flight
474         telemetry.  To configure the desired TeleDongle frequency, select
475         the monitor flight tab, then use the frequency selector and 
476         close the window before performing other desired radio operations.
477       </para>
478       <para>
479         TeleMetrum only enables radio commanding in 'idle' mode, so
480         make sure you have TeleMetrum lying horizontally when you turn
481         it on. Otherwise, TeleMetrum will start in 'pad' mode ready for
482         flight, and will not be listening for command packets from TeleDongle.
483       </para>
484       <para>
485         TeleMini listens for a command packet for five seconds after
486         first being turned on, if it doesn't hear anything, it enters
487         'pad' mode, ready for flight and will no longer listen for
488         command packets. The easiest way to connect to TeleMini is to
489         initiate the command and select the TeleDongle device. At this
490         point, the TeleDongle will be attempting to communicate with
491         the TeleMini. Now turn TeleMini on, and it should immediately
492         start communicating with the TeleDongle and the desired
493         operation can be performed.
494       </para>
495       <para>
496         You can monitor the operation of the radio link by watching the 
497         lights on the devices. The red LED will flash each time a packet
498         is transmitted, while the green LED will light up on TeleDongle when 
499         it is waiting to receive a packet from the altimeter.
500       </para>
501     </section>
502     <section>
503       <title>Ground Testing </title>
504       <para>
505         An important aspect of preparing a rocket using electronic deployment
506         for flight is ground testing the recovery system.  Thanks
507         to the bi-directional radio link central to the Altus Metrum system,
508         this can be accomplished in a TeleMetrum or TeleMini equipped rocket 
509         with less work than you may be accustomed to with other systems.  It 
510         can even be fun!
511       </para>
512       <para>
513         Just prep the rocket for flight, then power up the altimeter
514         in "idle" mode (placing air-frame horizontal for TeleMetrum or
515         selected the Configure Altimeter tab for TeleMini).  This will cause 
516         the firmware to go into "idle" mode, in which the normal flight
517         state machine is disabled and charges will not fire without
518         manual command.  You can now command the altimeter to fire the apogee
519         or main charges from a safe distance using your computer and 
520         TeleDongle and the Fire Igniter tab to complete ejection testing.
521       </para>
522     </section>
523     <section>
524       <title>Radio Link </title>
525       <para>
526         The chip our boards are based on incorporates an RF transceiver, but
527         it's not a full duplex system... each end can only be transmitting or
528         receiving at any given moment.  So we had to decide how to manage the
529         link.
530       </para>
531       <para>
532         By design, the altimeter firmware listens for the radio link when
533         it's in "idle mode", which
534         allows us to use the radio link to configure the rocket, do things like
535         ejection tests, and extract data after a flight without having to
536         crack open the air-frame.  However, when the board is in "flight
537         mode", the altimeter only
538         transmits and doesn't listen at all.  That's because we want to put
539         ultimate priority on event detection and getting telemetry out of
540         the rocket through
541         the radio in case the rocket crashes and we aren't able to extract
542         data later...
543       </para>
544       <para>
545         We don't use a 'normal packet radio' mode like APRS because they're 
546         just too inefficient.  The GFSK modulation we use is FSK with the
547         base-band pulses passed through a
548         Gaussian filter before they go into the modulator to limit the
549         transmitted bandwidth.  When combined with the hardware forward error
550         correction support in the cc1111 chip, this allows us to have a very
551         robust 38.4 kilobit data link with only 10 milliwatts of transmit 
552         power, a whip antenna in the rocket, and a hand-held Yagi on the 
553         ground.  We've had flights to above 21k feet AGL with great reception, 
554         and calculations suggest we should be good to well over 40k feet AGL 
555         with a 5-element yagi on the ground.  We hope to fly boards to higher 
556         altitudes over time, and would of course appreciate customer feedback 
557         on performance in higher altitude flights!
558       </para>
559     </section>
560     <section>
561       <title>Configurable Parameters</title>
562       <para>
563         Configuring an Altus Metrum altimeter for flight is very
564         simple.  Even on our baro-only TeleMini board, the use of a Kalman 
565         filter means there is no need to set a "mach delay".  The few 
566         configurable parameters can all be set using AltosUI over USB or
567         or radio link via TeleDongle.
568       </para>
569       <section>
570         <title>Radio Frequency</title>
571         <para>
572           Altus Metrum boards support radio frequencies in the 70cm
573           band. By default, the configuration interface provides a
574           list of 10 "standard" frequencies in 100kHz channels starting at
575           434.550MHz.  However, the firmware supports use of
576           any 50kHz multiple within the 70cm band. At any given
577           launch, we highly recommend coordinating when and by whom each
578           frequency will be used to avoid interference.  And of course, both
579           altimeter and TeleDongle must be configured to the same
580           frequency to successfully communicate with each other.
581         </para>
582       </section>
583       <section>
584         <title>Apogee Delay</title>
585         <para>
586           Apogee delay is the number of seconds after the altimeter detects flight
587           apogee that the drogue charge should be fired.  In most cases, this
588           should be left at the default of 0.  However, if you are flying
589           redundant electronics such as for an L3 certification, you may wish
590           to set one of your altimeters to a positive delay so that both
591           primary and backup pyrotechnic charges do not fire simultaneously.
592         </para>
593         <para>
594           The Altus Metrum apogee detection algorithm fires exactly at
595           apogee.  If you are also flying an altimeter like the
596           PerfectFlite MAWD, which only supports selecting 0 or 1
597           seconds of apogee delay, you may wish to set the MAWD to 0
598           seconds delay and set the TeleMetrum to fire your backup 2
599           or 3 seconds later to avoid any chance of both charges
600           firing simultaneously.  We've flown several air-frames this
601           way quite happily, including Keith's successful L3 cert.
602         </para>
603       </section>
604       <section>
605         <title>Main Deployment Altitude</title>
606         <para>
607           By default, the altimeter will fire the main deployment charge at an
608           elevation of 250 meters (about 820 feet) above ground.  We think this
609           is a good elevation for most air-frames, but feel free to change this
610           to suit.  In particular, if you are flying two altimeters, you may
611           wish to set the
612           deployment elevation for the backup altimeter to be something lower
613           than the primary so that both pyrotechnic charges don't fire
614           simultaneously.
615         </para>
616       </section>
617       <section>
618         <title>Maximum Flight Log</title>
619         <para>
620           TeleMetrum version 1.1 and 1.2 have 2MB of on-board flash storage,
621           enough to hold over 40 minutes of data at full data rate
622           (100 samples/second). TeleMetrum 1.0 has 1MB of on-board
623           storage. As data are stored at a reduced rate during descent
624           (10 samples/second), there's plenty of space to store many
625           flights worth of data.
626         </para>
627         <para>
628           The on-board flash is partitioned into separate flight logs,
629           each of a fixed maximum size. Increase the maximum size of
630           each log and you reduce the number of flights that can be
631           stored. Decrease the size and TeleMetrum can store more
632           flights.
633         </para>
634         <para>
635           All of the configuration data is also stored in the flash
636           memory, which consumes 64kB on TeleMetrum v1.1/v1.2 and 256B on
637           TeleMetrum v1.0. This configuration space is not available
638           for storing flight log data.
639         </para>
640         <para>
641           To compute the amount of space needed for a single flight,
642           you can multiply the expected ascent time (in seconds) by
643           800, multiply the expected descent time (in seconds) by 80
644           and add the two together. That will slightly under-estimate
645           the storage (in bytes) needed for the flight. For instance,
646           a flight spending 20 seconds in ascent and 150 seconds in
647           descent will take about (20 * 800) + (150 * 80) = 28000
648           bytes of storage. You could store dozens of these flights in
649           the on-board flash.
650         </para>
651         <para>
652           The default size, 192kB, allows for 10 flights of storage on
653           TeleMetrum v1.1/v1.2 and 5 flights on TeleMetrum v1.0. This
654           ensures that you won't need to erase the memory before
655           flying each time while still allowing more than sufficient
656           storage for each flight.
657         </para>
658         <para>
659           As TeleMini does not contain an accelerometer, it stores
660           data at 10 samples per second during ascent and one sample
661           per second during descent. Each sample is a two byte reading
662           from the barometer. These are stored in 5kB of
663           on-chip flash memory which can hold 256 seconds at the
664           ascent rate or 2560 seconds at the descent rate. Because of
665           the limited storage, TeleMini cannot hold data for more than
666           one flight, and so must be erased after each flight or it
667           will not capture data for subsequent flights.
668         </para>
669       </section>
670       <section>
671         <title>Ignite Mode</title>
672         <para>
673           Instead of firing one charge at apogee and another charge at
674           a fixed height above the ground, you can configure the
675           altimeter to fire both at apogee or both during
676           descent. This was added to support an airframe that has two
677           TeleMetrum computers, one in the fin can and one in the
678           nose.
679         </para>
680         <para>
681           Providing the ability to use both igniters for apogee or
682           main allows some level of redundancy without needing two
683           flight computers.  In Redundant Apogee or Redundant Main
684           mode, the two charges will be fired two seconds apart.
685         </para>
686       </section>
687       <section>
688         <title>Pad Orientation</title>
689         <para>
690           TeleMetrum measures acceleration along the axis of the
691           board. Which way the board is oriented affects the sign of
692           the acceleration value. Instead of trying to guess which way
693           the board is mounted in the air frame, TeleMetrum must be
694           explicitly configured for either Antenna Up or Antenna
695           Down. The default, Antenna Up, expects the end of the
696           TeleMetrum board connected to the 70cm antenna to be nearest
697           the nose of the rocket, with the end containing the screw
698           terminals nearest the tail.
699         </para>
700       </section>
701     </section>
702
703   </chapter>
704   <chapter>
705
706     <title>AltosUI</title>
707     <para>
708       The AltosUI program provides a graphical user interface for
709       interacting with the Altus Metrum product family, including
710       TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle. AltosUI can monitor telemetry data,
711       configure TeleMetrum, TeleMini and TeleDongle devices and many other
712       tasks. The primary interface window provides a selection of
713       buttons, one for each major activity in the system.  This manual
714       is split into chapters, each of which documents one of the tasks
715       provided from the top-level toolbar.
716     </para>
717     <section>
718       <title>Monitor Flight</title>
719       <subtitle>Receive, Record and Display Telemetry Data</subtitle>
720       <para>
721         Selecting this item brings up a dialog box listing all of the
722         connected TeleDongle devices. When you choose one of these,
723         AltosUI will create a window to display telemetry data as
724         received by the selected TeleDongle device.
725       </para>
726       <para>
727         All telemetry data received are automatically recorded in
728         suitable log files. The name of the files includes the current
729         date and rocket serial and flight numbers.
730       </para>
731       <para>
732         The radio frequency being monitored by the TeleDongle device is
733         displayed at the top of the window. You can configure the
734         frequency by clicking on the frequency box and selecting the desired
735         frequency. AltosUI remembers the last frequency selected for each
736         TeleDongle and selects that automatically the next time you use
737         that device.
738       </para>
739       <para>
740         Below the TeleDongle frequency selector, the window contains a few
741         significant pieces of information about the altimeter providing
742         the telemetry data stream:
743       </para>
744       <itemizedlist>
745         <listitem>
746           <para>The configured call-sign</para>
747         </listitem>
748         <listitem>
749           <para>The device serial number</para>
750         </listitem>
751         <listitem>
752           <para>The flight number. Each altimeter remembers how many
753             times it has flown.
754           </para>
755         </listitem>
756         <listitem>
757           <para>
758             The rocket flight state. Each flight passes through several
759             states including Pad, Boost, Fast, Coast, Drogue, Main and
760             Landed.
761           </para>
762         </listitem>
763         <listitem>
764           <para>
765             The Received Signal Strength Indicator value. This lets
766             you know how strong a signal TeleDongle is receiving. The
767             radio inside TeleDongle operates down to about -99dBm;
768             weaker signals may not be receivable. The packet link uses
769             error detection and correction techniques which prevent
770             incorrect data from being reported.
771           </para>
772         </listitem>
773         <listitem>
774           <para>
775             The age of the displayed data, in seconds since the last 
776             successfully received telemetry packet.  In normal operation
777             this will stay in the low single digits.  If the number starts
778             counting up, then you are no longer receiving data over the radio
779             link from the flight computer.
780           </para>
781         </listitem>
782       </itemizedlist>
783       <para>
784         Finally, the largest portion of the window contains a set of
785         tabs, each of which contain some information about the rocket.
786         They're arranged in 'flight order' so that as the flight
787         progresses, the selected tab automatically switches to display
788         data relevant to the current state of the flight. You can select
789         other tabs at any time. The final 'table' tab displays all of
790         the raw telemetry values in one place in a spreadsheet-like format.
791       </para>
792       <section>
793         <title>Launch Pad</title>
794         <para>
795           The 'Launch Pad' tab shows information used to decide when the
796           rocket is ready for flight. The first elements include red/green
797           indicators, if any of these is red, you'll want to evaluate
798           whether the rocket is ready to launch:
799           <itemizedlist>
800             <listitem>
801               <para>
802                 Battery Voltage. This indicates whether the Li-Po battery
803                 powering the TeleMetrum has sufficient charge to last for
804                 the duration of the flight. A value of more than
805                 3.7V is required for a 'GO' status.
806               </para>
807             </listitem>
808             <listitem>
809               <para>
810                 Apogee Igniter Voltage. This indicates whether the apogee
811                 igniter has continuity. If the igniter has a low
812                 resistance, then the voltage measured here will be close
813                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
814                 required for a 'GO' status.
815               </para>
816             </listitem>
817             <listitem>
818               <para>
819                 Main Igniter Voltage. This indicates whether the main
820                 igniter has continuity. If the igniter has a low
821                 resistance, then the voltage measured here will be close
822                 to the Li-Po battery voltage. A value greater than 3.2V is
823                 required for a 'GO' status.
824               </para>
825             </listitem>
826             <listitem>
827               <para>
828                 On-board Data Logging. This indicates whether there is
829                 space remaining on-board to store flight data for the
830                 upcoming flight. If you've downloaded data, but failed
831                 to erase flights, there may not be any space
832                 left. TeleMetrum can store multiple flights, depending
833                 on the configured maximum flight log size. TeleMini
834                 stores only a single flight, so it will need to be
835                 downloaded and erased after each flight to capture
836                 data. This only affects on-board flight logging; the
837                 altimeter will still transmit telemetry and fire
838                 ejection charges at the proper times.
839               </para>
840             </listitem>
841             <listitem>
842               <para>
843                 GPS Locked. For a TeleMetrum device, this indicates whether the GPS receiver is
844                 currently able to compute position information. GPS requires
845                 at least 4 satellites to compute an accurate position.
846               </para>
847             </listitem>
848             <listitem>
849               <para>
850                 GPS Ready. For a TeleMetrum device, this indicates whether GPS has reported at least
851                 10 consecutive positions without losing lock. This ensures
852                 that the GPS receiver has reliable reception from the
853                 satellites.
854               </para>
855             </listitem>
856           </itemizedlist>
857           <para>
858             The Launchpad tab also shows the computed launch pad position
859             and altitude, averaging many reported positions to improve the
860             accuracy of the fix.
861           </para>
862         </para>
863       </section>
864       <section>
865         <title>Ascent</title>
866         <para>
867           This tab is shown during Boost, Fast and Coast
868           phases. The information displayed here helps monitor the
869           rocket as it heads towards apogee.
870         </para>
871         <para>
872           The height, speed and acceleration are shown along with the
873           maximum values for each of them. This allows you to quickly
874           answer the most commonly asked questions you'll hear during
875           flight.
876         </para>
877         <para>
878           The current latitude and longitude reported by the TeleMetrum GPS are
879           also shown. Note that under high acceleration, these values
880           may not get updated as the GPS receiver loses position
881           fix. Once the rocket starts coasting, the receiver should
882           start reporting position again.
883         </para>
884         <para>
885           Finally, the current igniter voltages are reported as in the
886           Launch Pad tab. This can help diagnose deployment failures
887           caused by wiring which comes loose under high acceleration.
888         </para>
889       </section>
890       <section>
891         <title>Descent</title>
892         <para>
893           Once the rocket has reached apogee and (we hope) activated the
894           apogee charge, attention switches to tracking the rocket on
895           the way back to the ground, and for dual-deploy flights,
896           waiting for the main charge to fire.
897         </para>
898         <para>
899           To monitor whether the apogee charge operated correctly, the
900           current descent rate is reported along with the current
901           height. Good descent rates vary based on the choice of recovery
902           components, but generally range from 15-30m/s on drogue and should
903           be below 10m/s when under the main parachute in a dual-deploy flight.
904         </para>
905         <para>
906           For TeleMetrum altimeters, you can locate the rocket in the
907           sky using the elevation and bearing information to figure
908           out where to look. Elevation is in degrees above the
909           horizon. Bearing is reported in degrees relative to true
910           north. Range can help figure out how big the rocket will
911           appear. Ground Distance shows how far it is to a point
912           directly under the rocket and can help figure out where the
913           rocket is likely to land. Note that all of these values are
914           relative to the pad location. If the elevation is near 90°,
915           the rocket is over the pad, not over you.
916         </para>
917         <para>
918           Finally, the igniter voltages are reported in this tab as
919           well, both to monitor the main charge as well as to see what
920           the status of the apogee charge is.  Note that some commercial
921           e-matches are designed to retain continuity even after being
922           fired, and will continue to show as green or return from red to
923           green after firing.
924         </para>
925       </section>
926       <section>
927         <title>Landed</title>
928         <para>
929           Once the rocket is on the ground, attention switches to
930           recovery. While the radio signal is often lost once the
931           rocket is on the ground, the last reported GPS position is
932           generally within a short distance of the actual landing location.
933         </para>
934         <para>
935           The last reported GPS position is reported both by
936           latitude and longitude as well as a bearing and distance from
937           the launch pad. The distance should give you a good idea of
938           whether to walk or hitch a ride.  Take the reported
939           latitude and longitude and enter them into your hand-held GPS
940           unit and have that compute a track to the landing location.
941         </para>
942         <para>
943           Both TeleMini and TeleMetrum will continue to transmit RDF
944           tones after landing, allowing you to locate the rocket by
945           following the radio signal if necessary. You may need to get 
946           away from the clutter of the flight line, or even get up on 
947           a hill (or your neighbor's RV roof) to receive the RDF signal.
948         </para>
949         <para>
950           The maximum height, speed and acceleration reported
951           during the flight are displayed for your admiring observers.
952           The accuracy of these immediate values depends on the quality
953           of your radio link and how many packets were received.  
954           Recovering the on-board data after flight will likely yield
955           more precise results.
956         </para>
957         <para>
958           To get more detailed information about the flight, you can
959           click on the 'Graph Flight' button which will bring up a
960           graph window for the current flight.
961         </para>
962       </section>
963       <section>
964         <title>Site Map</title>
965         <para>
966           When the TeleMetrum has a GPS fix, the Site Map tab will map
967           the rocket's position to make it easier for you to locate the
968           rocket, both while it is in the air, and when it has landed. The
969           rocket's state is indicated by color: white for pad, red for
970           boost, pink for fast, yellow for coast, light blue for drogue,
971           dark blue for main, and black for landed.
972         </para>
973         <para>
974           The map's scale is approximately 3m (10ft) per pixel. The map
975           can be dragged using the left mouse button. The map will attempt
976           to keep the rocket roughly centered while data is being received.
977         </para>
978         <para>
979           Images are fetched automatically via the Google Maps Static API,
980           and cached on disk for reuse. If map images cannot be downloaded,
981           the rocket's path will be traced on a dark gray background
982           instead.
983         </para>
984         <para>
985           You can pre-load images for your favorite launch sites
986           before you leave home; check out the 'Preload Maps' section below.
987         </para>
988       </section>
989     </section>
990     <section>
991       <title>Save Flight Data</title>
992       <para>
993         The altimeter records flight data to its internal flash memory.
994         TeleMetrum data is recorded at a much higher rate than the telemetry
995         system can handle, and is not subject to radio drop-outs. As
996         such, it provides a more complete and precise record of the
997         flight. The 'Save Flight Data' button allows you to read the
998         flash memory and write it to disk. As TeleMini has only a barometer, it
999         records data at the same rate as the telemetry signal, but there will be
1000         no data lost due to telemetry drop-outs.
1001       </para>
1002       <para>
1003         Clicking on the 'Save Flight Data' button brings up a list of
1004         connected TeleMetrum and TeleDongle devices. If you select a
1005         TeleMetrum device, the flight data will be downloaded from that
1006         device directly. If you select a TeleDongle device, flight data
1007         will be downloaded from an altimeter over radio link via the 
1008         specified TeleDongle. See the chapter on Controlling An Altimeter 
1009         Over The Radio Link for more information.
1010       </para>
1011       <para>
1012         After the device has been selected, a dialog showing the
1013         flight data saved in the device will be shown allowing you to
1014         select which flights to download and which to delete. With
1015         version 0.9 or newer firmware, you must erase flights in order
1016         for the space they consume to be reused by another
1017         flight. This prevents accidentally losing flight data
1018         if you neglect to download data before flying again. Note that
1019         if there is no more space available in the device, then no
1020         data will be recorded during the next flight.
1021       </para>
1022       <para>
1023         The file name for each flight log is computed automatically
1024         from the recorded flight date, altimeter serial number and
1025         flight number information.
1026       </para>
1027     </section>
1028     <section>
1029       <title>Replay Flight</title>
1030       <para>
1031         Select this button and you are prompted to select a flight
1032         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1033         .eeprom file containing flight data saved from the altimeter
1034         flash memory.
1035       </para>
1036       <para>
1037         Once a flight record is selected, the flight monitor interface
1038         is displayed and the flight is re-enacted in real time. Check
1039         the Monitor Flight chapter above to learn how this window operates.
1040       </para>
1041     </section>
1042     <section>
1043       <title>Graph Data</title>
1044       <para>
1045         Select this button and you are prompted to select a flight
1046         record file, either a .telem file recording telemetry data or a
1047         .eeprom file containing flight data saved from
1048         flash memory.
1049       </para>
1050       <para>
1051         Once a flight record is selected, a window with two tabs is
1052         opened. The first tab contains a graph with acceleration
1053         (blue), velocity (green) and altitude (red) of the flight,
1054         measured in metric units. The
1055         apogee(yellow) and main(magenta) igniter voltages are also
1056         displayed; high voltages indicate continuity, low voltages
1057         indicate open circuits. The second tab contains some basic
1058         flight statistics.
1059       </para>
1060       <para>
1061         The graph can be zoomed into a particular area by clicking and
1062         dragging down and to the right. Once zoomed, the graph can be
1063         reset by clicking and dragging up and to the left. Holding down
1064         control and clicking and dragging allows the graph to be panned.
1065         The right mouse button causes a pop-up menu to be displayed, giving
1066         you the option save or print the plot.
1067       </para>
1068       <para>
1069         Note that telemetry files will generally produce poor graphs
1070         due to the lower sampling rate and missed telemetry packets.
1071         Use saved flight data in .eeprom files for graphing where possible.
1072       </para>
1073     </section>
1074     <section>
1075       <title>Export Data</title>
1076       <para>
1077         This tool takes the raw data files and makes them available for
1078         external analysis. When you select this button, you are prompted to 
1079         select a flight
1080         data file (either .eeprom or .telem will do, remember that
1081         .eeprom files contain higher resolution and more continuous
1082         data). Next, a second dialog appears which is used to select
1083         where to write the resulting file. It has a selector to choose
1084         between CSV and KML file formats.
1085       </para>
1086       <section>
1087         <title>Comma Separated Value Format</title>
1088         <para>
1089           This is a text file containing the data in a form suitable for
1090           import into a spreadsheet or other external data analysis
1091           tool. The first few lines of the file contain the version and
1092           configuration information from the altimeter, then
1093           there is a single header line which labels all of the
1094           fields. All of these lines start with a '#' character which
1095           many tools can be configured to skip over.
1096         </para>
1097         <para>
1098           The remaining lines of the file contain the data, with each
1099           field separated by a comma and at least one space. All of
1100           the sensor values are converted to standard units, with the
1101           barometric data reported in both pressure, altitude and
1102           height above pad units.
1103         </para>
1104       </section>
1105       <section>
1106         <title>Keyhole Markup Language (for Google Earth)</title>
1107         <para>
1108           This is the format used by Google Earth to provide an overlay 
1109           within that application. With this, you can use Google Earth to 
1110           see the whole flight path in 3D.
1111         </para>
1112       </section>
1113     </section>
1114     <section>
1115       <title>Configure Altimeter</title>
1116       <para>
1117         Select this button and then select either a TeleMetrum or
1118         TeleDongle Device from the list provided. Selecting a TeleDongle
1119         device will use the radio link to configure a remote altimeter. 
1120       </para>
1121       <para>
1122         The first few lines of the dialog provide information about the
1123         connected device, including the product name,
1124         software version and hardware serial number. Below that are the
1125         individual configuration entries.
1126       </para>
1127       <para>
1128         At the bottom of the dialog, there are four buttons:
1129       </para>
1130       <itemizedlist>
1131         <listitem>
1132           <para>
1133             Save. This writes any changes to the
1134             configuration parameter block in flash memory. If you don't
1135             press this button, any changes you make will be lost.
1136           </para>
1137         </listitem>
1138         <listitem>
1139           <para>
1140             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1141             erasing any changes you have made.
1142           </para>
1143         </listitem>
1144         <listitem>
1145           <para>
1146             Reboot. This reboots the device. Use this to
1147             switch from idle to pad mode by rebooting once the rocket is
1148             oriented for flight, or to confirm changes you think you saved 
1149             are really saved.
1150           </para>
1151         </listitem>
1152         <listitem>
1153           <para>
1154             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1155             lost.
1156           </para>
1157         </listitem>
1158       </itemizedlist>
1159       <para>
1160         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1161       </para>
1162       <section>
1163         <title>Main Deploy Altitude</title>
1164         <para>
1165           This sets the altitude (above the recorded pad altitude) at
1166           which the 'main' igniter will fire. The drop-down menu shows
1167           some common values, but you can edit the text directly and
1168           choose whatever you like. If the apogee charge fires below
1169           this altitude, then the main charge will fire two seconds
1170           after the apogee charge fires.
1171         </para>
1172       </section>
1173       <section>
1174         <title>Apogee Delay</title>
1175         <para>
1176           When flying redundant electronics, it's often important to
1177           ensure that multiple apogee charges don't fire at precisely
1178           the same time, as that can over pressurize the apogee deployment
1179           bay and cause a structural failure of the air-frame. The Apogee
1180           Delay parameter tells the flight computer to fire the apogee
1181           charge a certain number of seconds after apogee has been
1182           detected.
1183         </para>
1184       </section>
1185       <section>
1186         <title>Radio Frequency</title>
1187         <para>
1188           This configures which of the configured frequencies to use for both
1189           telemetry and packet command mode. Note that if you set this
1190           value via packet command mode, you will have to reconfigure
1191           the TeleDongle frequency before you will be able to use packet
1192           command mode again.
1193         </para>
1194       </section>
1195       <section>
1196         <title>Radio Calibration</title>
1197         <para>
1198           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1199           factory to ensure that they transmit and receive on the
1200           specified frequency.  If you need to you can adjust the calibration 
1201           by changing this value.  Do not do this without understanding what
1202           the value means, read the appendix on calibration and/or the source
1203           code for more information.  To change a TeleDongle's calibration, 
1204           you must reprogram the unit completely.
1205         </para>
1206       </section>
1207       <section>
1208         <title>Callsign</title>
1209         <para>
1210           This sets the call sign included in each telemetry packet. Set this
1211           as needed to conform to your local radio regulations.
1212         </para>
1213       </section>
1214       <section>
1215         <title>Maximum Flight Log Size</title>
1216         <para>
1217           This sets the space (in kilobytes) allocated for each flight
1218           log. The available space will be divided into chunks of this
1219           size. A smaller value will allow more flights to be stored,
1220           a larger value will record data from longer flights.
1221         </para>
1222       </section>
1223       <section>
1224         <title>Ignite Mode</title>
1225         <para>
1226           TeleMetrum and TeleMini provide two igniter channels as they
1227           were originally designed as dual-deploy flight
1228           computers. This configuration parameter allows the two
1229           channels to be used in different configurations.
1230         </para>
1231         <itemizedlist>
1232           <listitem>
1233             <para>
1234               Dual Deploy. This is the usual mode of operation; the
1235               'apogee' channel is fired at apogee and the 'main'
1236               channel at the height above ground specified by the
1237               'Main Deploy Altitude' during descent.
1238             </para>
1239           </listitem>
1240           <listitem>
1241             <para>
1242               Redundant Apogee. This fires both channels at
1243               apogee, the 'apogee' channel first followed after a two second
1244               delay by the 'main' channel.
1245             </para>
1246           </listitem>
1247           <listitem>
1248             <para>
1249               Redundant Main. This fires both channels at the
1250               height above ground specified by the Main Deploy
1251               Altitude setting during descent. The 'apogee'
1252               channel is fired first, followed after a two second
1253               delay by the 'main' channel.
1254             </para>
1255           </listitem>
1256         </itemizedlist>
1257       </section>
1258       <section>
1259         <title>Pad Orientation</title>
1260         <para>
1261           Because it includes an accelerometer, TeleMetrum is
1262           sensitive to the orientation of the board. By default, it
1263           expects the antenna end to point forward. This parameter
1264           allows that default to be changed, permitting the board to
1265           be mounted with the antenna pointing aft instead.
1266         </para>
1267         <itemizedlist>
1268           <listitem>
1269             <para>
1270               Antenna Up. In this mode, the antenna end of the
1271               TeleMetrum board must point forward, in line with the
1272               expected flight path.
1273             </para>
1274           </listitem>
1275           <listitem>
1276             <para>
1277               Antenna Down. In this mode, the antenna end of the
1278               TeleMetrum board must point aft, in line with the
1279               expected flight path.
1280             </para>
1281           </listitem>
1282         </itemizedlist>
1283       </section>
1284     </section>
1285     <section>
1286       <title>Configure AltosUI</title>
1287       <para>
1288         This button presents a dialog so that you can configure the AltosUI global settings.
1289       </para>
1290       <section>
1291         <title>Voice Settings</title>
1292         <para>
1293           AltosUI provides voice announcements during flight so that you
1294           can keep your eyes on the sky and still get information about
1295           the current flight status. However, sometimes you don't want
1296           to hear them.
1297         </para>
1298         <itemizedlist>
1299           <listitem>
1300             <para>Enable—turns all voice announcements on and off</para>
1301           </listitem>
1302           <listitem>
1303             <para>
1304               Test Voice—Plays a short message allowing you to verify
1305               that the audio system is working and the volume settings
1306               are reasonable
1307             </para>
1308           </listitem>
1309         </itemizedlist>
1310       </section>
1311       <section>
1312         <title>Log Directory</title>
1313         <para>
1314           AltosUI logs all telemetry data and saves all TeleMetrum flash
1315           data to this directory. This directory is also used as the
1316           staring point when selecting data files for display or export.
1317         </para>
1318         <para>
1319           Click on the directory name to bring up a directory choosing
1320           dialog, select a new directory and click 'Select Directory' to
1321           change where AltosUI reads and writes data files.
1322         </para>
1323       </section>
1324       <section>
1325         <title>Callsign</title>
1326         <para>
1327           This value is transmitted in each command packet sent from 
1328           TeleDongle and received from an altimeter.  It is not used in 
1329           telemetry mode, as the callsign configured in the altimeter board
1330           is included in all telemetry packets.  Configure this
1331           with the AltosUI operators call sign as needed to comply with
1332           your local radio regulations.
1333         </para>
1334       </section>
1335       <section>
1336         <title>Imperial Units</title>
1337         <para>
1338           This switches between metric units (meters) and imperial
1339           units (feet and miles). This affects the display of values
1340           use during flight monitoring, data graphing and all of the
1341           voice announcements. It does not change the units used when
1342           exporting to CSV files, those are always produced in metric units.
1343         </para>
1344       </section>
1345       <section>
1346         <title>Font Size</title>
1347         <para>
1348           Selects the set of fonts used in the flight monitor
1349           window. Choose between the small, medium and large sets.
1350         </para>
1351       </section>
1352       <section>
1353         <title>Serial Debug</title>
1354         <para>
1355           This causes all communication with a connected device to be
1356           dumped to the console from which AltosUI was started. If
1357           you've started it from an icon or menu entry, the output
1358           will simply be discarded. This mode can be useful to debug
1359           various serial communication issues.
1360         </para>
1361       </section>
1362       <section>
1363         <title>Manage Frequencies</title>
1364         <para>
1365           This brings up a dialog where you can configure the set of
1366           frequencies shown in the various frequency menus. You can
1367           add as many as you like, or even reconfigure the default
1368           set. Changing this list does not affect the frequency
1369           settings of any devices, it only changes the set of
1370           frequencies shown in the menus.
1371         </para>
1372       </section>
1373     </section>
1374     <section>
1375       <title>Configure Groundstation</title>
1376       <para>
1377         Select this button and then select a TeleDongle Device from the list provided.
1378       </para>
1379       <para>
1380         The first few lines of the dialog provide information about the
1381         connected device, including the product name,
1382         software version and hardware serial number. Below that are the
1383         individual configuration entries.
1384       </para>
1385       <para>
1386         Note that the TeleDongle itself doesn't save any configuration
1387         data, the settings here are recorded on the local machine in
1388         the Java preferences database. Moving the TeleDongle to
1389         another machine, or using a different user account on the same
1390         machine will cause settings made here to have no effect.
1391       </para>
1392       <para>
1393         At the bottom of the dialog, there are three buttons:
1394       </para>
1395       <itemizedlist>
1396         <listitem>
1397           <para>
1398             Save. This writes any changes to the
1399             local Java preferences file. If you don't
1400             press this button, any changes you make will be lost.
1401           </para>
1402         </listitem>
1403         <listitem>
1404           <para>
1405             Reset. This resets the dialog to the most recently saved values,
1406             erasing any changes you have made.
1407           </para>
1408         </listitem>
1409         <listitem>
1410           <para>
1411             Close. This closes the dialog. Any unsaved changes will be
1412             lost.
1413           </para>
1414         </listitem>
1415       </itemizedlist>
1416       <para>
1417         The rest of the dialog contains the parameters to be configured.
1418       </para>
1419       <section>
1420         <title>Frequency</title>
1421         <para>
1422           This configures the frequency to use for both telemetry and
1423           packet command mode. Set this before starting any operation
1424           involving packet command mode so that it will use the right
1425           frequency. Telemetry monitoring mode also provides a menu to
1426           change the frequency, and that menu also sets the same Java
1427           preference value used here.
1428         </para>
1429       </section>
1430       <section>
1431         <title>Radio Calibration</title>
1432         <para>
1433           The radios in every Altus Metrum device are calibrated at the
1434           factory to ensure that they transmit and receive on the
1435           specified frequency.  To change a TeleDongle's calibration, 
1436           you must reprogram the unit completely, so this entry simply
1437           shows the current value and doesn't allow any changes.
1438         </para>
1439       </section>
1440     </section>
1441     <section>
1442       <title>Flash Image</title>
1443       <para>
1444         This reprograms any Altus Metrum device by using a TeleMetrum
1445         or TeleDongle as a programming dongle. Please read the
1446         directions for flashing devices in the Updating Device
1447         Firmware chapter below.
1448       </para>
1449       <para>
1450         Once you have the programmer and target devices connected,
1451         push the 'Flash Image' button. That will present a dialog box
1452         listing all of the connected devices. Carefully select the
1453         programmer device, not the device to be programmed.
1454       </para>
1455       <para>
1456         Next, select the image to flash to the device. These are named
1457         with the product name and firmware version. The file selector
1458         will start in the directory containing the firmware included
1459         with the AltosUI package. Navigate to the directory containing
1460         the desired firmware if it isn't there.
1461       </para>
1462       <para>
1463         Next, a small dialog containing the device serial number and
1464         RF calibration values should appear. If these values are
1465         incorrect (possibly due to a corrupted image in the device),
1466         enter the correct values here.
1467       </para>
1468       <para>
1469         Finally, a dialog containing a progress bar will follow the
1470         programming process.
1471       </para>
1472       <para>
1473         When programming is complete, the target device will
1474         reboot. Note that if the target device is connected via USB, you
1475         will have to unplug it and then plug it back in for the USB
1476         connection to reset so that you can communicate with the device
1477         again.
1478       </para>
1479     </section>
1480     <section>
1481       <title>Fire Igniter</title>
1482       <para>
1483         This activates the igniter circuits in TeleMetrum to help test
1484         recovery systems deployment. Because this command can operate
1485         over the Packet Command Link, you can prepare the rocket as
1486         for flight and then test the recovery system without needing
1487         to snake wires inside the air-frame.
1488       </para>
1489       <para>
1490         Selecting the 'Fire Igniter' button brings up the usual device
1491         selection dialog. Pick the desired TeleDongle or TeleMetrum
1492         device. This brings up another window which shows the current
1493         continuity test status for both apogee and main charges.
1494       </para>
1495       <para>
1496         Next, select the desired igniter to fire. This will enable the
1497         'Arm' button.
1498       </para>
1499       <para>
1500         Select the 'Arm' button. This enables the 'Fire' button. The
1501         word 'Arm' is replaced by a countdown timer indicating that
1502         you have 10 seconds to press the 'Fire' button or the system
1503         will deactivate, at which point you start over again at
1504         selecting the desired igniter.
1505       </para>
1506     </section>
1507     <section>
1508       <title>Scan Channels</title>
1509       <para>
1510         This listens for telemetry packets on all of the configured
1511         frequencies, displaying information about each device it
1512         receives a packet from. You can select which of the three
1513         telemetry formats should be tried; by default, it only listens
1514         for the standard telemetry packets used in v1.0 and later
1515         firmware.
1516       </para>
1517     </section>
1518     <section>
1519       <title>Load Maps</title>
1520       <para>
1521         Before heading out to a new launch site, you can use this to
1522         load satellite images in case you don't have internet
1523         connectivity at the site. This loads a fairly large area
1524         around the launch site, which should cover any flight you're likely to make.
1525       </para>
1526       <para>
1527         There's a drop-down menu of launch sites we know about; if
1528         your favorites aren't there, please let us know the lat/lon
1529         and name of the site. The contents of this list are actually
1530         downloaded at run-time, so as new sites are sent in, they'll
1531         get automatically added to this list.
1532       </para>
1533       <para>
1534         If the launch site isn't in the list, you can manually enter the lat/lon values
1535       </para>
1536       <para>
1537         Clicking the 'Load Map' button will fetch images from Google
1538         Maps; note that Google limits how many images you can fetch at
1539         once, so if you load more than one launch site, you may get
1540         some gray areas in the map which indicate that Google is tired
1541         of sending data to you. Try again later.
1542       </para>
1543     </section>
1544     <section>
1545       <title>Monitor Idle</title>
1546       <para>
1547         This brings up a dialog similar to the Monitor Flight UI,
1548         except it works with the altimeter in "idle" mode by sending
1549         query commands to discover the current state rather than
1550         listening for telemetry packets.
1551       </para>
1552     </section>
1553   </chapter>
1554   <chapter>
1555     <title>Using Altus Metrum Products</title>
1556     <section>
1557       <title>Being Legal</title>
1558       <para>
1559         First off, in the US, you need an <ulink url="http://www.altusmetrum.org/Radio/">amateur radio license</ulink> or
1560         other authorization to legally operate the radio transmitters that are part
1561         of our products.
1562       </para>
1563       </section>
1564       <section>
1565         <title>In the Rocket</title>
1566         <para>
1567           In the rocket itself, you just need a <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMetrum/">TeleMetrum</ulink> or
1568           <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleMini/">TeleMini</ulink> board and
1569           a single-cell, 3.7 volt nominal Li-Po rechargeable battery.  An 
1570           850mAh battery weighs less than a 9V alkaline battery, and will 
1571           run a TeleMetrum for hours.
1572           A 110mAh battery weighs less than a triple A battery and will run a TeleMetrum for
1573           a few hours, or a TeleMini for much (much) longer.
1574         </para>
1575         <para>
1576           By default, we ship the altimeters with a simple wire antenna.  If your
1577           electronics bay or the air-frame it resides within is made of carbon fiber,
1578           which is opaque to RF signals, you may choose to have an SMA connector
1579           installed so that you can run a coaxial cable to an antenna mounted
1580           elsewhere in the rocket.
1581         </para>
1582       </section>
1583       <section>
1584         <title>On the Ground</title>
1585         <para>
1586           To receive the data stream from the rocket, you need an antenna and short
1587           feed-line connected to one of our <ulink url="http://www.altusmetrum.org/TeleDongle/">TeleDongle</ulink> units.  If possible, use an SMA to BNC 
1588         adapter instead of feedline between the antenna feedpoint and 
1589         TeleDongle, as this will give you the best performance.  The
1590           TeleDongle in turn plugs directly into the USB port on a notebook
1591           computer.  Because TeleDongle looks like a simple serial port, your computer
1592           does not require special device drivers... just plug it in.
1593         </para>
1594         <para>
1595           The GUI tool, AltosUI, is written in Java and runs across
1596           Linux, Mac OS and Windows. There's also a suite of C tools
1597           for Linux which can perform most of the same tasks.
1598         </para>
1599         <para>
1600           After the flight, you can use the radio link to extract the more detailed data
1601           logged in either TeleMetrum or TeleMini devices, or you can use a mini USB cable to plug into the
1602           TeleMetrum board directly.  Pulling out the data without having to open up
1603           the rocket is pretty cool!  A USB cable is also how you charge the Li-Po
1604           battery, so you'll want one of those anyway... the same cable used by lots
1605           of digital cameras and other modern electronic stuff will work fine.
1606         </para>
1607         <para>
1608           If your TeleMetrum-equipped rocket lands out of sight, you may enjoy having a hand-held GPS
1609           receiver, so that you can put in a way-point for the last reported rocket
1610           position before touch-down.  This makes looking for your rocket a lot like
1611           Geo-Caching... just go to the way-point and look around starting from there.
1612         </para>
1613         <para>
1614           You may also enjoy having a ham radio "HT" that covers the 70cm band... you
1615           can use that with your antenna to direction-find the rocket on the ground
1616           the same way you can use a Walston or Beeline tracker.  This can be handy
1617           if the rocket is hiding in sage brush or a tree, or if the last GPS position
1618           doesn't get you close enough because the rocket dropped into a canyon, or
1619           the wind is blowing it across a dry lake bed, or something like that...  Keith
1620           and Bdale both currently own and use the Yaesu VX-7R at launches.
1621         </para>
1622         <para>
1623           So, to recap, on the ground the hardware you'll need includes:
1624           <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1625             <listitem>
1626               an antenna and feed-line or adapter
1627             </listitem>
1628             <listitem>
1629               a TeleDongle
1630             </listitem>
1631             <listitem>
1632               a notebook computer
1633             </listitem>
1634             <listitem>
1635               optionally, a hand-held GPS receiver
1636             </listitem>
1637             <listitem>
1638               optionally, an HT or receiver covering 435 MHz
1639             </listitem>
1640           </orderedlist>
1641         </para>
1642         <para>
1643           The best hand-held commercial directional antennas we've found for radio
1644           direction finding rockets are from
1645           <ulink url="http://www.arrowantennas.com/" >
1646             Arrow Antennas.
1647           </ulink>
1648           The 440-3 and 440-5 are both good choices for finding a
1649           TeleMetrum- or TeleMini- equipped rocket when used with a suitable 
1650           70cm HT.  TeleDongle and an SMA to BNC adapter fit perfectly
1651           between the driven element and reflector of Arrow antennas.
1652         </para>
1653       </section>
1654       <section>
1655         <title>Data Analysis</title>
1656         <para>
1657           Our software makes it easy to log the data from each flight, both the
1658           telemetry received during the flight itself, and the more
1659           complete data log recorded in the flash memory on the altimeter
1660           board.  Once this data is on your computer, our post-flight tools make it
1661           easy to quickly get to the numbers everyone wants, like apogee altitude,
1662           max acceleration, and max velocity.  You can also generate and view a
1663           standard set of plots showing the altitude, acceleration, and
1664           velocity of the rocket during flight.  And you can even export a TeleMetrum data file
1665           usable with Google Maps and Google Earth for visualizing the flight path
1666           in two or three dimensions!
1667         </para>
1668         <para>
1669           Our ultimate goal is to emit a set of files for each flight that can be
1670           published as a web page per flight, or just viewed on your local disk with
1671           a web browser.
1672         </para>
1673       </section>
1674       <section>
1675         <title>Future Plans</title>
1676         <para>
1677           In the future, we intend to offer "companion boards" for the rocket 
1678           that will plug in to TeleMetrum to collect additional data, provide 
1679           more pyro channels, and so forth.  
1680         </para>
1681         <para>
1682           Also under design is a new flight computer with more sensors, more
1683           pyro channels, and a more powerful radio system designed for use
1684           in multi-stage, complex, and extreme altitude projects.
1685         </para>
1686         <para>
1687           We are also working on alternatives to TeleDongle.  One is a
1688           a stand-alone, hand-held ground terminal that will allow monitoring 
1689           the rocket's status, collecting data during flight, and logging data 
1690           after flight without the need for a notebook computer on the
1691           flight line.  Particularly since it is so difficult to read most 
1692           notebook screens in direct sunlight, we think this will be a great 
1693           thing to have.  We are also working on a TeleDongle variant with
1694           Bluetooth that will work with Android phones and tablets.
1695         </para>
1696         <para>
1697           Because all of our work is open, both the hardware designs and the 
1698           software, if you have some great idea for an addition to the current 
1699           Altus Metrum family, feel free to dive in and help!  Or let us know 
1700           what you'd like to see that we aren't already working on, and maybe 
1701           we'll get excited about it too...
1702         </para>
1703         <para>
1704           Watch our 
1705           <ulink url="http://altusmetrum.org/">web site</ulink> for more news 
1706           and information as our family of products evolves!
1707         </para>
1708     </section>
1709   </chapter>
1710   <chapter>
1711     <title>Altimeter Installation Recommendations</title>
1712     <para>
1713       Building high-power rockets that fly safely is hard enough. Mix
1714       in some sophisticated electronics and a bunch of radio energy
1715       and oftentimes you find few perfect solutions. This chapter
1716       contains some suggestions about how to install Altus Metrum
1717       products into the rocket air-frame, including how to safely and
1718       reliably mix a variety of electronics into the same air-frame.
1719     </para>
1720     <section>
1721       <title>Mounting the Altimeter</title>
1722       <para>
1723         The first consideration is to ensure that the altimeter is
1724         securely fastened to the air-frame. For TeleMetrum, we use
1725         nylon standoffs and nylon screws; they're good to at least 50G
1726         and cannot cause any electrical issues on the board. For
1727         TeleMini, we usually cut small pieces of 1/16" balsa to fit
1728         under the screw holes, and then take 2x56 nylon screws and
1729         screw them through the TeleMini mounting holes, through the
1730         balsa and into the underlying material.
1731       </para>
1732       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1733         <listitem>
1734           Make sure TeleMetrum is aligned precisely along the axis of
1735           acceleration so that the accelerometer can accurately
1736           capture data during the flight.
1737         </listitem>
1738         <listitem>
1739           Watch for any metal touching components on the
1740           board. Shorting out connections on the bottom of the board
1741           can cause the altimeter to fail during flight.
1742         </listitem>
1743       </orderedlist>
1744     </section>
1745     <section>
1746       <title>Dealing with the Antenna</title>
1747       <para>
1748         The antenna supplied is just a piece of solid, insulated,
1749         wire. If it gets damaged or broken, it can be easily
1750         replaced. It should be kept straight and not cut; bending or
1751         cutting it will change the resonant frequency and/or
1752         impedance, making it a less efficient radiator and thus
1753         reducing the range of the telemetry signal.
1754       </para>
1755       <para>
1756         Keeping metal away from the antenna will provide better range
1757         and a more even radiation pattern. In most rockets, it's not
1758         entirely possible to isolate the antenna from metal
1759         components; there are often bolts, all-thread and wires from other
1760         electronics to contend with. Just be aware that the more stuff
1761         like this around the antenna, the lower the range.
1762       </para>
1763       <para>
1764         Make sure the antenna is not inside a tube made or covered
1765         with conducting material. Carbon fiber is the most common
1766         culprit here -- CF is a good conductor and will effectively
1767         shield the antenna, dramatically reducing signal strength and
1768         range. Metallic flake paint is another effective shielding
1769         material which is to be avoided around any antennas.
1770       </para>
1771       <para>
1772         If the ebay is large enough, it can be convenient to simply
1773         mount the altimeter at one end and stretch the antenna out
1774         inside. Taping the antenna to the sled can keep it straight
1775         under acceleration. If there are metal rods, keep the
1776         antenna as far away as possible.
1777       </para>
1778       <para>
1779         For a shorter ebay, it's quite practical to have the antenna
1780         run through a bulkhead and into an adjacent bay. Drill a small
1781         hole in the bulkhead, pass the antenna wire through it and
1782         then seal it up with glue or clay. We've also used acrylic
1783         tubing to create a cavity for the antenna wire. This works a
1784         bit better in that the antenna is known to stay straight and
1785         not get folded by recovery components in the bay. Angle the
1786         tubing towards the side wall of the rocket and it ends up
1787         consuming very little space.
1788       </para>
1789       <para>
1790         If you need to place the antenna at a distance from the
1791         altimeter, you can replace the antenna with an edge-mounted
1792         SMA connector, and then run 50Ω coax from the board to the
1793         antenna. Building a remote antenna is beyond the scope of this
1794         manual.
1795       </para>
1796     </section>
1797     <section>
1798       <title>Preserving GPS Reception</title>
1799       <para>
1800         The GPS antenna and receiver in TeleMetrum are highly
1801         sensitive and normally have no trouble tracking enough
1802         satellites to provide accurate position information for
1803         recovering the rocket. However, there are many ways to
1804         attenuate the GPS signal.
1805       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1806         <listitem>
1807           Conductive tubing or coatings. Carbon fiber and metal
1808           tubing, or metallic paint will all dramatically attenuate the
1809           GPS signal. We've never heard of anyone successfully
1810           receiving GPS from inside these materials.
1811         </listitem>
1812         <listitem>
1813           Metal components near the GPS patch antenna. These will
1814           de-tune the patch antenna, changing the resonant frequency
1815           away from the L1 carrier and reduce the effectiveness of the
1816           antenna. You can place as much stuff as you like beneath the
1817           antenna as that's covered with a ground plane. But, keep
1818           wires and metal out from above the patch antenna.
1819         </listitem>
1820       </orderedlist>
1821       </para>
1822     </section>
1823     <section>
1824       <title>Radio Frequency Interference</title>
1825       <para>
1826         Any altimeter will generate RFI; the digital circuits use
1827         high-frequency clocks that spray radio interference across a
1828         wide band. Altus Metrum altimeters generate intentional radio
1829         signals as well, increasing the amount of RF energy around the board.
1830       </para>
1831       <para>
1832         Rocketry altimeters also use precise sensors measuring air
1833         pressure and acceleration. Tiny changes in voltage can cause
1834         these sensor readings to vary by a huge amount. When the
1835         sensors start mis-reporting data, the altimeter can either
1836         fire the igniters at the wrong time, or not fire them at all.
1837       </para>
1838       <para>
1839         Voltages are induced when radio frequency energy is
1840         transmitted from one circuit to another. Here are things that
1841         influence the induced voltage and current:
1842       </para>
1843       <itemizedlist>
1844         <listitem>
1845           Keep wires from different circuits apart. Moving circuits
1846           further apart will reduce RFI.
1847         </listitem>
1848         <listitem>
1849           Avoid parallel wires from different circuits. The longer two
1850           wires run parallel to one another, the larger the amount of
1851           transferred energy. Cross wires at right angles to reduce
1852           RFI.
1853         </listitem>
1854         <listitem>
1855           Twist wires from the same circuits. Two wires the same
1856           distance from the transmitter will get the same amount of
1857           induced energy which will then cancel out. Any time you have
1858           a wire pair running together, twist the pair together to
1859           even out distances and reduce RFI. For altimeters, this
1860           includes battery leads, switch hookups and igniter
1861           circuits.
1862         </listitem>
1863         <listitem>
1864           Avoid resonant lengths. Know what frequencies are present
1865           in the environment and avoid having wire lengths near a
1866           natural resonant length. Altusmetrum products transmit on the
1867           70cm amateur band, so you should avoid lengths that are a
1868           simple ratio of that length; essentially any multiple of 1/4
1869           of the wavelength (17.5cm).
1870         </listitem>
1871       </itemizedlist>
1872     </section>
1873     <section>
1874       <title>The Barometric Sensor</title>
1875       <para>
1876         Altusmetrum altimeters measure altitude with a barometric
1877         sensor, essentially measuring the amount of air above the
1878         rocket to figure out how high it is. A large number of
1879         measurements are taken as the altimeter initializes itself to
1880         figure out the pad altitude. Subsequent measurements are then
1881         used to compute the height above the pad.
1882       </para>
1883       <para>
1884         To accurately measure atmospheric pressure, the ebay
1885         containing the altimeter must be vented outside the
1886         air-frame. The vent must be placed in a region of linear
1887         airflow, have smooth edges, and away from areas of increasing or 
1888         decreasing pressure.
1889       </para>
1890       <para>
1891         The barometric sensor in the altimeter is quite sensitive to
1892         chemical damage from the products of APCP or BP combustion, so
1893         make sure the ebay is carefully sealed from any compartment
1894         which contains ejection charges or motors.
1895       </para>
1896     </section>
1897     <section>
1898       <title>Ground Testing</title>
1899       <para>
1900         The most important aspect of any installation is careful
1901         ground testing. Bringing an air-frame up to the LCO table which
1902         hasn't been ground tested can lead to delays or ejection
1903         charges firing on the pad, or, even worse, a recovery system
1904         failure.
1905       </para>
1906       <para>
1907         Do a 'full systems' test that includes wiring up all igniters
1908         without any BP and turning on all of the electronics in flight
1909         mode. This will catch any mistakes in wiring and any residual
1910         RFI issues that might accidentally fire igniters at the wrong
1911         time. Let the air-frame sit for several minutes, checking for
1912         adequate telemetry signal strength and GPS lock.  If any igniters
1913         fire unexpectedly, find and resolve the issue before loading any
1914         BP charges!
1915       </para>
1916       <para>
1917         Ground test the ejection charges. Prepare the rocket for
1918         flight, loading ejection charges and igniters. Completely
1919         assemble the air-frame and then use the 'Fire Igniters'
1920         interface through a TeleDongle to command each charge to
1921         fire. Make sure the charge is sufficient to robustly separate
1922         the air-frame and deploy the recovery system.
1923       </para>
1924     </section>
1925   </chapter>
1926   <chapter>
1927     <title>Updating Device Firmware</title>
1928     <para>
1929       The big concept to understand is that you have to use a
1930       TeleDongle as a programmer to update a TeleMetrum or TeleMini,
1931       and a TeleMetrum or other TeleDongle to program the TeleDongle
1932       Due to limited memory resources in the cc1111, we don't support
1933       programming directly over USB. 
1934     </para>
1935     <para>
1936       You may wish to begin by ensuring you have current firmware images.
1937       These are distributed as part of the AltOS software bundle that
1938       also includes the AltosUI ground station program.  Newer ground
1939       station versions typically work fine with older firmware versions,
1940       so you don't need to update your devices just to try out new
1941       software features.  You can always download the most recent
1942       version from <ulink url="http://www.altusmetrum.org/AltOS/"/>.
1943     </para>
1944     <para>
1945       We recommend updating the altimeter first, before updating TeleDongle.
1946     </para>
1947     <section>
1948       <title>Updating TeleMetrum Firmware</title>
1949       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
1950         <listitem>
1951           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
1952           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
1953           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
1954         </listitem>
1955         <listitem>
1956           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
1957           to the circuit board.
1958         </listitem>
1959         <listitem>
1960           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
1961           matching connector on the TeleDongle, and the 4-pin end to the
1962           matching connector on the TeleMetrum.
1963           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
1964           goes through a hole in the PC board when you have the cable
1965           oriented correctly.
1966         </listitem>
1967         <listitem>
1968           Attach a battery to the TeleMetrum board.
1969         </listitem>
1970         <listitem>
1971           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
1972           up the TeleMetrum.
1973         </listitem>
1974         <listitem>
1975           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
1976         </listitem>
1977         <listitem>
1978           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
1979           programming device.
1980         </listitem>
1981         <listitem>
1982           Select the image you want put on the TeleMetrum, which should have a
1983           name in the form telemetrum-v1.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
1984         in the default directory, if not you may have to poke around
1985         your system to find it.
1986         </listitem>
1987         <listitem>
1988           Make sure the configuration parameters are reasonable
1989           looking. If the serial number and/or RF configuration
1990           values aren't right, you'll need to change them.
1991         </listitem>
1992         <listitem>
1993           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
1994           the TeleMetrum with new firmware, showing a progress bar.
1995         </listitem>
1996         <listitem>
1997           Confirm that the TeleMetrum board seems to have updated OK, which you
1998           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
1999           to connect to the board and issue the 'v' command to check
2000           the version, etc.
2001         </listitem>
2002         <listitem>
2003           If something goes wrong, give it another try.
2004         </listitem>
2005       </orderedlist>
2006     </section>
2007     <section>
2008       <title>Updating TeleMini Firmware</title>
2009       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2010         <listitem>
2011           You'll need a special 'programming cable' to reprogram the
2012           TeleMini. It's available on the Altus Metrum web store, or
2013           you can make your own using an 8-pin MicroMaTch connector on
2014           one end and a set of four pins on the other.
2015         </listitem>
2016         <listitem>
2017           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2018           to the circuit board.
2019         </listitem>
2020         <listitem>
2021           Plug the 8-pin end of the programming cable to the matching
2022           connector on the TeleDongle, and the 4-pins into the holes
2023           in the TeleMini circuit board.  Note that the MicroMaTch
2024           connector has an alignment pin that goes through a hole in
2025           the PC board when you have the cable oriented correctly, and
2026           that pin 1 on the TeleMini board is marked with a square pad
2027           while the other pins have round pads.
2028         </listitem>
2029         <listitem>
2030           Attach a battery to the TeleMini board.
2031         </listitem>
2032         <listitem>
2033           Plug the TeleDongle into your computer's USB port, and power
2034           up the TeleMini
2035         </listitem>
2036         <listitem>
2037           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2038         </listitem>
2039         <listitem>
2040           Pick the TeleDongle device from the list, identifying it as the
2041           programming device.
2042         </listitem>
2043         <listitem>
2044           Select the image you want put on the TeleMini, which should have a
2045           name in the form telemini-v1.0-1.0.0.ihx.  It should be visible
2046         in the default directory, if not you may have to poke around
2047         your system to find it.
2048         </listitem>
2049         <listitem>
2050           Make sure the configuration parameters are reasonable
2051           looking. If the serial number and/or RF configuration
2052           values aren't right, you'll need to change them.
2053         </listitem>
2054         <listitem>
2055           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2056           the TeleMini with new firmware, showing a progress bar.
2057         </listitem>
2058         <listitem>
2059           Confirm that the TeleMini board seems to have updated OK, which you
2060           can do by configuring it over the radio link through the TeleDongle, or
2061           letting it come up in "flight" mode and listening for telemetry.
2062         </listitem>
2063         <listitem>
2064           If something goes wrong, give it another try.
2065         </listitem>
2066       </orderedlist>
2067     </section>
2068     <section>
2069       <title>Updating TeleDongle Firmware</title>
2070       <para>
2071         Updating TeleDongle's firmware is just like updating TeleMetrum or TeleMini
2072         firmware, but you use either a TeleMetrum or another TeleDongle as the programmer.
2073         </para>
2074       <orderedlist inheritnum='inherit' numeration='arabic'>
2075         <listitem>
2076           Find the 'programming cable' that you got as part of the starter
2077           kit, that has a red 8-pin MicroMaTch connector on one end and a
2078           red 4-pin MicroMaTch connector on the other end.
2079         </listitem>
2080         <listitem>
2081           Find the USB cable that you got as part of the starter kit, and
2082           plug the "mini" end in to the mating connector on TeleMetrum or TeleDongle.
2083         </listitem>
2084         <listitem>
2085           Take the 2 screws out of the TeleDongle case to get access
2086           to the circuit board.
2087         </listitem>
2088         <listitem>
2089           Plug the 8-pin end of the programming cable to the
2090           matching connector on the programmer, and the 4-pin end to the
2091           matching connector on the TeleDongle.
2092           Note that each MicroMaTch connector has an alignment pin that
2093           goes through a hole in the PC board when you have the cable
2094           oriented correctly.
2095         </listitem>
2096         <listitem>
2097           Attach a battery to the TeleMetrum board if you're using one.
2098         </listitem>
2099         <listitem>
2100           Plug both the programmer and the TeleDongle into your computer's USB
2101           ports, and power up the programmer.
2102         </listitem>
2103         <listitem>
2104           Run AltosUI, and select 'Flash Image' from the File menu.
2105         </listitem>
2106         <listitem>
2107           Pick the programmer device from the list, identifying it as the
2108           programming device.
2109         </listitem>
2110         <listitem>
2111           Select the image you want put on the TeleDongle, which should have a
2112           name in the form teledongle-v0.2-1.0.0.ihx.  It should be visible
2113         in the default directory, if not you may have to poke around
2114         your system to find it.
2115         </listitem>
2116         <listitem>
2117           Make sure the configuration parameters are reasonable
2118           looking. If the serial number and/or RF configuration
2119           values aren't right, you'll need to change them.  The TeleDongle
2120           serial number is on the "bottom" of the circuit board, and can
2121           usually be read through the translucent blue plastic case without
2122           needing to remove the board from the case.
2123         </listitem>
2124         <listitem>
2125           Hit the 'OK' button and the software should proceed to flash
2126           the TeleDongle with new firmware, showing a progress bar.
2127         </listitem>
2128         <listitem>
2129           Confirm that the TeleDongle board seems to have updated OK, which you
2130           can do by plugging in to it over USB and using a terminal program
2131           to connect to the board and issue the 'v' command to check
2132           the version, etc.  Once you're happy, remove the programming cable
2133           and put the cover back on the TeleDongle.
2134         </listitem>
2135         <listitem>
2136           If something goes wrong, give it another try.
2137         </listitem>
2138       </orderedlist>
2139       <para>
2140         Be careful removing the programming cable from the locking 8-pin
2141         connector on TeleMetrum.  You'll need a fingernail or perhaps a thin
2142         screwdriver or knife blade to gently pry the locking ears out
2143         slightly to extract the connector.  We used a locking connector on
2144         TeleMetrum to help ensure that the cabling to companion boards
2145         used in a rocket don't ever come loose accidentally in flight.
2146       </para>
2147     </section>
2148   </chapter>
2149   <chapter>
2150     <title>Hardware Specifications</title>
2151     <section>
2152       <title>TeleMetrum Specifications</title>
2153       <itemizedlist>
2154         <listitem>
2155           <para>
2156             Recording altimeter for model rocketry.
2157           </para>
2158         </listitem>
2159         <listitem>
2160           <para>
2161             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2162           </para>
2163         </listitem>
2164         <listitem>
2165           <para>
2166             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2167           </para>
2168         </listitem>
2169         <listitem>
2170           <para>
2171             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2172           </para>
2173         </listitem>
2174         <listitem>
2175           <para>
2176             1-axis high-g accelerometer for motor characterization, capable of
2177             +/- 50g using default part.
2178           </para>
2179         </listitem>
2180         <listitem>
2181           <para>
2182             On-board, integrated GPS receiver with 5Hz update rate capability.
2183           </para>
2184         </listitem>
2185         <listitem>
2186           <para>
2187             On-board 1 megabyte non-volatile memory for flight data storage.
2188           </para>
2189         </listitem>
2190         <listitem>
2191           <para>
2192             USB interface for battery charging, configuration, and data recovery.
2193           </para>
2194         </listitem>
2195         <listitem>
2196           <para>
2197             Fully integrated support for Li-Po rechargeable batteries.
2198           </para>
2199         </listitem>
2200         <listitem>
2201           <para>
2202             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2203             optional separate pyro battery if needed.
2204           </para>
2205         </listitem>
2206         <listitem>
2207           <para>
2208             2.75 x 1 inch board designed to fit inside 29mm air-frame coupler tube.
2209           </para>
2210         </listitem>
2211       </itemizedlist>
2212     </section>
2213     <section>
2214       <title>TeleMini Specifications</title>
2215       <itemizedlist>
2216         <listitem>
2217           <para>
2218             Recording altimeter for model rocketry.
2219           </para>
2220         </listitem>
2221         <listitem>
2222           <para>
2223             Supports dual deployment (can fire 2 ejection charges).
2224           </para>
2225         </listitem>
2226         <listitem>
2227           <para>
2228             70cm ham-band transceiver for telemetry down-link.
2229           </para>
2230         </listitem>
2231         <listitem>
2232           <para>
2233             Barometric pressure sensor good to 45k feet MSL.
2234           </para>
2235         </listitem>
2236         <listitem>
2237           <para>
2238             On-board 5 kilobyte non-volatile memory for flight data storage.
2239           </para>
2240         </listitem>
2241         <listitem>
2242           <para>
2243             RF interface for configuration, and data recovery.
2244           </para>
2245         </listitem>
2246         <listitem>
2247           <para>
2248             Support for Li-Po rechargeable batteries, using an external charger.
2249           </para>
2250         </listitem>
2251         <listitem>
2252           <para>
2253             Uses Li-Po to fire e-matches, can be modified to support 
2254             optional separate pyro battery if needed.
2255           </para>
2256         </listitem>
2257         <listitem>
2258           <para>
2259             1.5 x .5 inch board designed to fit inside 18mm air-frame coupler tube.
2260           </para>
2261         </listitem>
2262       </itemizedlist>
2263     </section>
2264   </chapter>
2265   <chapter>
2266     <title>FAQ</title>
2267       <para>
2268         TeleMetrum seems to shut off when disconnected from the
2269         computer.  Make sure the battery is adequately charged.  Remember the
2270         unit will pull more power than the USB port can deliver before the
2271         GPS enters "locked" mode.  The battery charges best when TeleMetrum
2272         is turned off.
2273       </para>
2274       <para>
2275         It's impossible to stop the TeleDongle when it's in "p" mode, I have
2276         to unplug the USB cable?  Make sure you have tried to "escape out" of
2277         this mode.  If this doesn't work the reboot procedure for the
2278         TeleDongle *is* to simply unplug it. 'cu' however will retain it's
2279         outgoing buffer IF your "escape out" ('~~') does not work.
2280         At this point using either 'ao-view' (or possibly
2281         'cutemon') instead of 'cu' will 'clear' the issue and allow renewed
2282         communication.
2283       </para>
2284       <para>
2285         The amber LED (on the TeleMetrum) lights up when both
2286         battery and USB are connected. Does this mean it's charging?
2287         Yes, the yellow LED indicates the charging at the 'regular' rate.
2288         If the led is out but the unit is still plugged into a USB port,
2289         then the battery is being charged at a 'trickle' rate.
2290       </para>
2291       <para>
2292         There are no "dit-dah-dah-dit" sound or lights like the manual mentions?
2293         That's the "pad" mode.  Weak batteries might be the problem.
2294         It is also possible that the TeleMetrum is horizontal and the output
2295         is instead a "dit-dit" meaning 'idle'. For TeleMini, it's possible that
2296         it received a command packet which would have left it in "pad" mode.
2297       </para>
2298       <para>
2299         How do I save flight data?
2300         Live telemetry is written to file(s) whenever AltosUI is connected
2301         to the TeleDongle.  The file area defaults to ~/TeleMetrum
2302         but is easily changed using the menus in AltosUI. The files that
2303         are written end in '.telem'. The after-flight
2304         data-dumped files will end in .eeprom and represent continuous data
2305         unlike the .telem files that are subject to losses
2306         along the RF data path.
2307         See the above instructions on what and how to save the eeprom stored
2308         data after physically retrieving your altimeter.  Make sure to save
2309         the on-board data after each flight; while the TeleMetrum can store
2310         multiple flights, you never know when you'll lose the altimeter...
2311       </para>
2312   </chapter>
2313   <appendix>
2314     <title>Notes for Older Software</title>
2315     <para>
2316       <emphasis>
2317       Before AltosUI was written, using Altus Metrum devices required
2318       some finesse with the Linux command line. There was a limited
2319       GUI tool, ao-view, which provided functionality similar to the
2320       Monitor Flight window in AltosUI, but everything else was a
2321       fairly 80's experience. This appendix includes documentation for
2322       using that software.
2323       </emphasis>
2324     </para>
2325     <para>
2326       Both TeleMetrum and TeleDongle can be directly communicated
2327       with using USB ports. The first thing you should try after getting
2328       both units plugged into to your computer's USB port(s) is to run
2329       'ao-list' from a terminal-window to see what port-device-name each
2330       device has been assigned by the operating system.
2331       You will need this information to access the devices via their
2332       respective on-board firmware and data using other command line
2333       programs in the AltOS software suite.
2334     </para>
2335     <para>
2336       TeleMini can be communicated with through a TeleDongle device
2337       over the radio link. When first booted, TeleMini listens for a
2338       TeleDongle device and if it receives a packet, it goes into
2339       'idle' mode. Otherwise, it goes into 'pad' mode and waits to be
2340       launched. The easiest way to get it talking is to start the
2341       communication link on the TeleDongle and the power up the
2342       TeleMini board.
2343     </para>
2344     <para>
2345       To access the device's firmware for configuration you need a terminal
2346       program such as you would use to talk to a modem.  The software
2347       authors prefer using the program 'cu' which comes from the UUCP package
2348       on most Unix-like systems such as Linux.  An example command line for
2349       cu might be 'cu -l /dev/ttyACM0', substituting the correct number
2350       indicated from running the
2351       ao-list program.  Another reasonable terminal program for Linux is
2352       'cutecom'.  The default 'escape'
2353       character used by CU (i.e. the character you use to
2354       issue commands to cu itself instead of sending the command as input
2355       to the connected device) is a '~'. You will need this for use in
2356       only two different ways during normal operations. First is to exit
2357       the program by sending a '~.' which is called a 'escape-disconnect'
2358       and allows you to close-out from 'cu'. The
2359       second use will be outlined later.
2360     </para>
2361     <para>
2362       All of the Altus Metrum devices share the concept of a two level
2363       command set in their firmware.
2364       The first layer has several single letter commands. Once
2365       you are using 'cu' (or 'cutecom') sending (typing) a '?'
2366       returns a full list of these
2367       commands. The second level are configuration sub-commands accessed
2368       using the 'c' command, for
2369       instance typing 'c?' will give you this second level of commands
2370       (all of which require the
2371       letter 'c' to access).  Please note that most configuration options
2372       are stored only in Flash memory; TeleDongle doesn't provide any storage
2373       for these options and so they'll all be lost when you unplug it.
2374     </para>
2375     <para>
2376       Try setting these configuration ('c' or second level menu) values.  A good
2377       place to start is by setting your call sign.  By default, the boards
2378       use 'N0CALL' which is cute, but not exactly legal!
2379       Spend a few minutes getting comfortable with the units, their
2380       firmware, and 'cu' (or possibly 'cutecom').
2381       For instance, try to send
2382       (type) a 'c r 2' and verify the channel change by sending a 'c s'.
2383       Verify you can connect and disconnect from the units while in your
2384       terminal program by sending the escape-disconnect mentioned above.
2385     </para>
2386         <para>
2387           To set the radio frequency, use the 'c R' command to specify the
2388           radio transceiver configuration parameter. This parameter is computed
2389           using the desired frequency, 'F', the radio calibration parameter, 'C' (showed by the 'c s' command) and
2390           the standard calibration reference frequency, 'S', (normally 434.550MHz):
2391           <programlisting>
2392             R = F / S * C
2393           </programlisting>
2394           Round the result to the nearest integer value.
2395           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2396           change to the parameter block in the on-board flash on
2397           your altimeter board if you want the change to stay in place across reboots.
2398         </para>
2399         <para>
2400           To set the apogee delay, use the 'c d' command.
2401           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2402           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2403         </para>
2404         <para>
2405           To set the main deployment altitude, use the 'c m' command.
2406           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2407           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2408         </para>
2409         <para>
2410           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2411           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2412           command to generate a CW carrier.  Wait for the transmitter temperature
2413           to stabilize and the frequency to settle down.
2414           Then, divide 434.550 MHz by the
2415           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2416           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2417           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2418           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2419           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2420           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2421           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2422         </para>
2423     <para>
2424       Note that the 'reboot' command, which is very useful on the altimeters,
2425       will likely just cause problems with the dongle.  The *correct* way
2426       to reset the dongle is just to unplug and re-plug it.
2427     </para>
2428     <para>
2429       A fun thing to do at the launch site and something you can do while
2430       learning how to use these units is to play with the radio link access
2431       between an altimeter and the TeleDongle.  Be aware that you *must* create
2432       some physical separation between the devices, otherwise the link will
2433       not function due to signal overload in the receivers in each device.
2434     </para>
2435     <para>
2436       Now might be a good time to take a break and read the rest of this
2437       manual, particularly about the two "modes" that the altimeters
2438       can be placed in. TeleMetrum uses the position of the device when booting
2439       up will determine whether the unit is in "pad" or "idle" mode. TeleMini
2440       enters "idle" mode when it receives a command packet within the first 5 seconds
2441       of being powered up, otherwise it enters "pad" mode.
2442     </para>
2443     <para>
2444       You can access an altimeter in idle mode from the TeleDongle's USB
2445       connection using the radio link
2446       by issuing a 'p' command to the TeleDongle. Practice connecting and
2447       disconnecting ('~~' while using 'cu') from the altimeter.  If
2448       you cannot escape out of the "p" command, (by using a '~~' when in
2449       CU) then it is likely that your kernel has issues.  Try a newer version.
2450     </para>
2451     <para>
2452       Using this radio link allows you to configure the altimeter, test
2453       fire e-matches and igniters from the flight line, check pyro-match
2454       continuity and so forth. You can leave the unit turned on while it
2455       is in 'idle mode' and then place the
2456       rocket vertically on the launch pad, walk away and then issue a
2457       reboot command.  The altimeter will reboot and start sending data
2458       having changed to the "pad" mode. If the TeleDongle is not receiving
2459       this data, you can disconnect 'cu' from the TeleDongle using the
2460       procedures mentioned above and THEN connect to the TeleDongle from
2461       inside 'ao-view'. If this doesn't work, disconnect from the
2462       TeleDongle, unplug it, and try again after plugging it back in.
2463     </para>
2464     <para>
2465       In order to reduce the chance of accidental firing of pyrotechnic
2466       charges, the command to fire a charge is intentionally somewhat
2467       difficult to type, and the built-in help is slightly cryptic to
2468       prevent accidental echoing of characters from the help text back at
2469       the board from firing a charge.  The command to fire the apogee
2470       drogue charge is 'i DoIt drogue' and the command to fire the main
2471       charge is 'i DoIt main'.
2472     </para>
2473     <para>
2474       On TeleMetrum, the GPS will eventually find enough satellites, lock in on them,
2475       and 'ao-view' will both auditorily announce and visually indicate
2476       that GPS is ready.
2477       Now you can launch knowing that you have a good data path and
2478       good satellite lock for flight data and recovery.  Remember
2479       you MUST tell ao-view to connect to the TeleDongle explicitly in
2480       order for ao-view to be able to receive data.
2481     </para>
2482     <para>
2483       The altimeters provide RDF (radio direction finding) tones on
2484       the pad, during descent and after landing. These can be used to
2485       locate the rocket using a directional antenna; the signal
2486       strength providing an indication of the direction from receiver to rocket.
2487     </para>
2488     <para>
2489       TeleMetrum also provides GPS tracking data, which can further simplify
2490       locating the rocket once it has landed. (The last good GPS data
2491       received before touch-down will be on the data screen of 'ao-view'.)
2492     </para>
2493     <para>
2494       Once you have recovered the rocket you can download the eeprom
2495       contents using either 'ao-dumplog' (or possibly 'ao-eeprom'), over
2496       either a USB cable or over the radio link using TeleDongle.
2497       And by following the man page for 'ao-postflight' you can create
2498       various data output reports, graphs, and even KML data to see the
2499       flight trajectory in Google-earth. (Moving the viewing angle making
2500       sure to connect the yellow lines while in Google-earth is the proper
2501       technique.)
2502     </para>
2503     <para>
2504       As for ao-view.... some things are in the menu but don't do anything
2505       very useful.  The developers have stopped working on ao-view to focus
2506       on a new, cross-platform ground station program.  So ao-view may or
2507       may not be updated in the future.  Mostly you just use
2508       the Log and Device menus.  It has a wonderful display of the incoming
2509       flight data and I am sure you will enjoy what it has to say to you
2510       once you enable the voice output!
2511     </para>
2512   </appendix>
2513   <appendix>
2514     <title>Drill Templates</title>
2515     <para>
2516       These images, when printed, provide precise templates for the
2517       mounting holes in Altus Metrum flight computers
2518     </para>
2519     <section>
2520       <title>TeleMetrum template</title>
2521       <para>
2522         TeleMetrum has overall dimensions of 1.000 x 2.750 inches, and the
2523         mounting holes are sized for use with 4-40 or M3 screws.
2524       </para>
2525       <mediaobject id="TeleMetrumTemplate">
2526         <imageobject>
2527           <imagedata format="SVG" fileref="telemetrum.svg"/>
2528         </imageobject>
2529       </mediaobject>
2530     </section>
2531     <section>
2532       <title>TeleMini template</title>
2533       <para>
2534         TeleMini has overall dimensions of 0.500 x 1.500 inches, and the
2535         mounting holes are sized for use with 2-56 or M2 screws.
2536       </para>
2537       <mediaobject id="TeleMiniTemplate">
2538         <imageobject>
2539           <imagedata format="SVG" fileref="telemini.svg"/>
2540         </imageobject>
2541       </mediaobject>
2542     </section>
2543   </appendix>
2544   <appendix>
2545       <title>Calibration</title>
2546       <para>
2547         There are only two calibrations required for a TeleMetrum board, and
2548         only one for TeleDongle and TeleMini.  All boards are shipped from
2549         the factory pre-calibrated, but the procedures are documented here
2550         in case they are ever needed.  Re-calibration is not supported by
2551         AltosUI, you must connect to the board with a serial terminal program
2552         and interact directly with the on-board command interpreter to effect
2553         calibration.
2554       </para>
2555       <section>
2556         <title>Radio Frequency</title>
2557         <para>
2558           The radio frequency is synthesized from a clock based on the 48 MHz
2559           crystal on the board.  The actual frequency of this oscillator 
2560           must be measured to generate a calibration constant.  While our 
2561           GFSK modulation
2562           bandwidth is wide enough to allow boards to communicate even when
2563           their oscillators are not on exactly the same frequency, performance
2564           is best when they are closely matched.
2565           Radio frequency calibration requires a calibrated frequency counter.
2566           Fortunately, once set, the variation in frequency due to aging and
2567           temperature changes is small enough that re-calibration by customers
2568           should generally not be required.
2569         </para>
2570         <para>
2571           To calibrate the radio frequency, connect the UHF antenna port to a
2572           frequency counter, set the board to 434.550MHz, and use the 'C'
2573           command in the on-board command interpreter to generate a CW 
2574           carrier.  For TeleMetrum, this is best done over USB.  For TeleMini,
2575           note that the only way to escape the 'C' command is via power cycle
2576           since the board will no longer be listening for commands once it
2577           starts generating a CW carrier.
2578         </para>
2579         <para>
2580           Wait for the transmitter temperature to stabilize and the frequency 
2581           to settle down.  Then, divide 434.550 MHz by the
2582           measured frequency and multiply by the current radio cal value show
2583           in the 'c s' command.  For an unprogrammed board, the default value
2584           is 1186611.  Take the resulting integer and program it using the 'c f'
2585           command.  Testing with the 'C' command again should show a carrier
2586           within a few tens of Hertz of the intended frequency.
2587           As with all 'c' sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2588           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2589         </para>
2590         <para>
2591           Note that any time you re-do the radio frequency calibration, the
2592           radio frequency is reset to the default 434.550 Mhz.  If you want
2593           to use another frequency, you will have to set that again after
2594           calibration is completed.
2595         </para>
2596       </section>
2597       <section>
2598         <title>TeleMetrum Accelerometer</title>
2599         <para>
2600           The TeleMetrum accelerometer we use has its own 5 volt power 
2601           supply and
2602           the output must be passed through a resistive voltage divider to match
2603           the input of our 3.3 volt ADC.  This means that unlike the barometric
2604           sensor, the output of the acceleration sensor is not ratio-metric to
2605           the ADC converter, and calibration is required.  Explicitly 
2606           calibrating the accelerometers also allows us to load any device
2607           from a Freescale family that includes at least +/- 40g, 50g, 100g, 
2608           and 200g parts.  Using gravity,
2609           a simple 2-point calibration yields acceptable results capturing both
2610           the different sensitivities and ranges of the different accelerometer
2611           parts and any variation in power supply voltages or resistor values
2612           in the divider network.
2613         </para>
2614         <para>
2615           To calibrate the acceleration sensor, use the 'c a 0' command.  You
2616           will be prompted to orient the board vertically with the UHF antenna
2617           up and press a key, then to orient the board vertically with the
2618           UHF antenna down and press a key.  Note that the accuracy of this
2619           calibration depends primarily on how perfectly vertical and still
2620           the board is held during the cal process.  As with all 'c' 
2621           sub-commands, follow this with a 'c w' to write the
2622           change to the parameter block in the on-board DataFlash chip.
2623         </para>
2624         <para>
2625           The +1g and -1g calibration points are included in each telemetry
2626           frame and are part of the header stored in onboard flash to be
2627           downloaded after flight.  We always store and return raw ADC 
2628           samples for each sensor... so nothing is permanently "lost" or 
2629           "damaged" if the calibration is poor.
2630         </para>
2631         <para>
2632          In the unlikely event an accel cal goes badly, it is possible
2633          that TeleMetrum may always come up in 'pad mode' and as such not be
2634          listening to either the USB or radio link.  If that happens,
2635          there is a special hook in the firmware to force the board back
2636          in to 'idle mode' so you can re-do the cal.  To use this hook, you
2637          just need to ground the SPI clock pin at power-on.  This pin is
2638          available as pin 2 on the 8-pin companion connector, and pin 1 is
2639          ground.  So either carefully install a fine-gauge wire jumper
2640          between the two pins closest to the index hole end of the 8-pin
2641          connector, or plug in the programming cable to the 8-pin connector
2642          and use a small screwdriver or similar to short the two pins closest
2643          to the index post on the 4-pin end of the programming cable, and
2644          power up the board.  It should come up in 'idle mode' (two beeps),
2645          allowing a re-cal.
2646         </para>
2647       </section>
2648   </appendix>
2649   <appendix
2650       xmlns:xi="http://www.w3.org/2001/XInclude">
2651     <title>Release Notes</title>
2652     <simplesect><title>Version 1.1.1</title><xi:include href="release-notes-1.1.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2653     <simplesect><title>Version 1.1</title><xi:include   href="release-notes-1.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2654     <simplesect><title>Version 1.0.1</title><xi:include href="release-notes-1.0.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2655     <simplesect><title>Version 0.9.2</title><xi:include href="release-notes-0.9.2.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2656     <simplesect><title>Version 0.9</title><xi:include   href="release-notes-0.9.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2657     <simplesect><title>Version 0.8</title><xi:include   href="release-notes-0.8.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2658     <simplesect><title>Version 0.7.1</title><xi:include href="release-notes-0.7.1.xsl"  xpointer="xpointer(/article/*)"/></simplesect>
2659   </appendix>
2660 </book>
2661
2662 <!--  LocalWords:  Altusmetrum
2663 -->