doc: Minor updates to the micropeak docs
[fw/altos] / doc / micropeak.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>MicroPeak Owner's Manual</title>
6   <subtitle>A peak-recording altimeter for hobby rocketry</subtitle>
7   <bookinfo>
8     <author>
9       <firstname>Keith</firstname>
10       <surname>Packard</surname>
11     </author>
12     <copyright>
13       <year>2012</year>
14       <holder>Bdale Garbee and Keith Packard</holder>
15     </copyright>
16     <legalnotice>
17       <para>
18         This document is released under the terms of the
19         <ulink url="">
20           Creative Commons ShareAlike 3.0
21         </ulink>
22         license.
23       </para>
24     </legalnotice>
25     <revhistory>
26       <revision>
27         <revnumber>0.1</revnumber>
28         <date>29 October 2012</date>
29         <revremark>
30           Initial release with preliminary hardware.
31         </revremark>
32       </revision>
33       <revision>
34         <revnumber>1.0</revnumber>
35         <date>18 November 2012</date>
36         <revremark>
37           Updates for version 1.0 release.
38         </revremark>
39       </revision>
40     </revhistory>
41   </bookinfo>
42   <acknowledgements>
43     <para>
44       Thanks to John Lyngdal for suggesting that we build something like this.
45     </para>
46     <para>
47       Have fun using these products, and we hope to meet all of you
48       out on the rocket flight line somewhere.
49       <literallayout>
50 Bdale Garbee, KB0G
51 NAR #87103, TRA #12201
53 Keith Packard, KD7SQG
54 NAR #88757, TRA #12200
55       </literallayout>
56     </para>
57   </acknowledgements>
58   <chapter>
59     <title>Quick Start Guide</title>
60     <para>
61       MicroPeak is designed to be easy to use. Requiring no external
62       components, flying takes just a few steps
63     </para>
64     <itemizedlist>
65       <listitem>
66         <para>
67           Install the battery. Fit a CR1025 battery into the plastic
68           carrier. The positive (+) terminal should be towards the more
69           open side of the carrier. Slip the carrier into the battery
70           holder with the positive (+) terminal facing away from the
71           circuit board.
72         </para>
73       </listitem>
74       <listitem>
75         <para>
76           Install MicroPeak in your rocket. This can be as simple as
77           preparing a soft cushion of wadding inside a vented model payload
78           bay. Wherever you mount it, make sure you protect the
79           barometric sensor from corrosive ejection gasses as those
80           will damage the sensor, and shield it from light as that can
81           cause incorrect sensor readings.
82         </para>
83       </listitem>
84       <listitem>
85         <para>
86           Turn MicroPeak on. Slide the switch so that the actuator
87           covers the '1' printed on the board. MicroPeak will report
88           the maximum height of the last flight in decimeters using a
89           sequence of flashes on the LED. A sequence of short flashes
90           indicates one digit. A single long flash indicates zero. The
91           height is reported in decimeters, so the last digit will be
92           tenths of a meter. For example, if MicroPeak reports 5 4 4
93           3, then the maximum height of the last flight was 544.3m, or
94           1786 feet.
95         </para>
96       </listitem>
97       <listitem>
98         <para>
99           Finish preparing the rocket for flight. After the
100           previous flight data have been reported, MicroPeak waits for
101           30 seconds before starting to check for launch. This gives
102           you time to finish assembling the rocket. As those
103           activities might cause pressure changes inside the airframe,
104           MicroPeak might accidentally detect boost. If you need to do
105           anything to the airframe after the 30 second window passes,
106           make sure to be careful not to disturb the altimeter. The
107           LED will remain dark during the 30 second delay, but after
108           that, it will start blinking once every 3 seconds.
109         </para>
110       </listitem>
111       <listitem>
112         <para>
113           Fly the rocket. Once the rocket passes about 10m in height
114           (32 feet), the micro-controller will record the ground
115           pressure and track the pressure seen during the flight. In
116           this mode, the LED flickers rapidly. When the rocket lands,
117           and the pressure stabilizes, the micro-controller will record
118           the minimum pressure pressure experienced during the flight,
119           compute the height represented by the difference in air
120           pressure and blink that value out on the LED. After that,
121           MicroPeak powers down to conserve battery power.
122         </para>
123       </listitem>
124       <listitem>
125         <para>
126           Recover the data. Turn MicroPeak off and then back on. MicroPeak
127           will blink out the maximum height for the last flight. Turn
128           MicroPeak back off to conserve battery power.
129         </para>
130       </listitem>
131     </itemizedlist>
132   </chapter>
133   <chapter>
134     <title>Handling Precautions</title>
135     <para>
136       All Altus Metrum products are sophisticated electronic devices.  
137       When handled gently and properly installed in an air-frame, they
138       will deliver impressive results.  However, as with all electronic 
139       devices, there are some precautions you must take.
140     </para>
141     <para>
142       The CR1025 Lithium batteries have an
143       extraordinary power density.  This is great because we can fly with
144       much less battery mass... but if they are punctured
145       or their contacts are allowed to short, they can and will release their
146       energy very rapidly!
147       Thus we recommend that you take some care when handling MicroPeak
148       to keep conductive material from coming in contact with the exposed metal elements.
149     </para>
150     <para>
151       The barometric sensor used in MicroPeak is sensitive to
152       sunlight. Please consider this when designing an
153       installation. Many model rockets with payload bays use clear
154       plastic for the payload bay. Replacing these with an opaque
155       cardboard tube, painting them, or wrapping them with a layer of
156       masking tape are all reasonable approaches to keep the sensor
157       out of direct sunlight.
158     </para>
159     <para>
160       The barometric sensor sampling ports must be able to "breathe",
161       both by not being covered by foam or tape or other materials that might
162       directly block the hole on the top of the sensor, and also by having a
163       suitable static vent to outside air.
164     </para>
165     <para>
166       As with all other rocketry electronics, Altus Metrum altimeters must 
167       be protected from exposure to corrosive motor exhaust and ejection 
168       charge gasses.
169     </para>
170   </chapter>
171   <chapter>
172     <title>Technical Information</title>
173     <section>
174       <title>Barometric Sensor</title>
175       <para>
176         MicroPeak uses the Measurement Specialties MS5607 sensor. This
177         has a range of 120kPa to 1kPa with an absolute accuracy of
178         150Pa and a resolution of 2.4Pa.
179       </para>
180       <para>
181         The pressure range corresponds roughly to an altitude range of
182         -1500m (-4900 feet) to 31000m (102000 feet), while the
183         resolution is approximately 20cm (8 inches) near sea level and
184         60cm (24in) at 10000m (33000 feet).
185       </para>
186       <para>
187         Ground pressure is computed from an average of 16 samples,
188         taken while the altimeter is at rest. Flight pressure is
189         computed from an exponential IIR filter designed to smooth out
190         transients caused by mechanical stress on the barometer.
191       </para>
192     </section>
193     <section>
194       <title>Micro-controller</title>
195       <para>
196         MicroPeak uses an Atmel ATtiny85 micro-controller. This tiny
197         CPU contains 8kB of flash for the application, 512B of RAM for
198         temporary data storage and 512B of EEPROM for non-volatile
199         storage of previous flight data.
200       </para>
201       <para>
202         The ATtiny85 has a low-power mode which turns off all of the
203         clocks and powers down most of the internal components. In
204         this mode, the chip consumes only .1μA of power. MicroPeak
205         uses this mode once the flight has ended to preserve battery
206         power.
207       </para>
208     </section>
209     <section>
210       <title>Lithium Battery</title>
211       <para>
212         The CR1025 battery used by MicroPeak holes 30mAh of power,
213         which is sufficient to run for over 40 hours. Because
214         MicroPeak powers down on landing, run time includes only time
215         sitting on the launch pad or during flight.
216       </para>
217       <para>
218         The large positive terminal (+) is usually marked, while the
219         smaller negative terminal is not. Make sure you install the
220         battery with the positive terminal facing away from the
221         circuit board where it will be in contact with the metal
222         battery holder. A small pad on the circuit board makes contact
223         with the negative battery terminal.
224       </para>
225       <para>
226         Shipping restrictions prevent us from including a CR1025
227         battery with MicroPeak. Many stores carry CR1025 batteries as
228         they are commonly used in small electronic devices such as
229         flash lights.
230       </para>
231     </section>
232     <section>
233       <title>Atmospheric Model</title>
234       <para>
235         MicroPeak contains a fixed atmospheric model which is used to
236         convert barometric pressure into altitude. The model was
237         converted into a 469-element piece wise linear approximation
238         which is then used to compute the altitude of the ground and
239         apogee. The difference between these represents the maximum
240         height of the flight.
241       </para>
242       <para>
243         The model assumes a particular set of atmospheric conditions,
244         which while a reasonable average cannot represent the changing
245         nature of the real atmosphere. Fortunately, for flights
246         reasonably close to the ground, the effect of this global
247         inaccuracy are largely canceled out when the computed ground
248         altitude is subtracted from the computed apogee altitude, so
249         the resulting height is more accurate than either the ground
250         or apogee altitudes.
251       </para>
252     </section>
253     <section>
254       <title>Mechanical Considerations</title>
255       <para>
256         MicroPeak is designed to be rugged enough for typical rocketry
257         applications. It contains two moving parts, the battery holder
258         and the power switch, which were selected for their
259         ruggedness.
260       </para>
261       <para>
262         The MicroPeak battery holder is designed to withstand impact
263         up to 150g without breaking contact (or, worse yet, causing
264         the battery to fall out). That means it should stand up to
265         almost any launch you care to try, and should withstand fairly
266         rough landings.
267       </para>
268       <para>
269         The power switch is designed to withstand up to 50g forces in
270         any direction. Because it is a sliding switch, orienting the
271         switch perpendicular to the direction of rocket travel will
272         serve to further protect the switch from launch forces.
273       </para>
274     </section>
275   </chapter>
276 </book>
277 <!--  LocalWords:  Altusmetrum MicroPeak
278 -->