doc: Describe what sunlight does to MicroPeak and how to protect it
[fw/altos] / doc / micropeak.txt
index d62e463357df7c50c8dd8b93fb38459bbeec4b9c..f1feeec41423a557948c19d4e9c14c9bf451bb82 100644 (file)
@@ -1,6 +1,18 @@
 = MicroPeak Owner's Manual
+Keith Packard <keithp@keithp.com>; Bdale Garbee <bdale@gag.com>
+:revnumber: v1.9
+:revdate: 8 Oct 2018
+:copyright: Bdale Garbee and Keith Packard 2018
+:stylesheet: am.css
+:linkcss:
+:toc:
 :doctype: book
 :numbered:
+:pdf-stylesdir: .
+:pdf-style: altusmetrum
+:pdf-fontsdir: fonts
+
+       include::header.adoc[]
 
 [dedication]
 == Acknowledgements
        MicroPeak is designed to be easy to use. Requiring no external
        components, flying takes just a few steps
 
-       * Install the battery. Fit a CR1025 battery into the plastic
-         carrier. The positive (\+) terminal should be towards the more
-         open side of the carrier. Slip the carrier into the battery
-         holder with the positive (+) terminal facing away from the
-         circuit board.
+       Install the battery::
+
+         Fit a CR1025 battery into the plastic carrier. The positive
+         (\+) terminal should be towards the more open side of the
+         carrier. Slip the carrier into the battery holder with the
+         positive (+) terminal facing away from the circuit board.
 
                .MicroPeak and Battery
-               image::micropeak-back.jpg[width="4.5in"]
-
-       * Install MicroPeak in your rocket. This can be as simple as
-         preparing a soft cushion of wadding inside a vented model payload
-         bay. Wherever you mount it, make sure you protect the
-         barometric sensor from corrosive ejection gasses as those
-         will damage the sensor, and shield it from light as that can
-         cause incorrect sensor readings.
-
-       * Turn MicroPeak on. Slide the switch so that the actuator
-         covers the '1' printed on the board. MicroPeak will report
-         the maximum height of the last flight in decimeters using a
-         sequence of flashes on the LED. A sequence of short flashes
-         indicates one digit. A single long flash indicates zero. The
-         height is reported in decimeters, so the last digit will be
-         tenths of a meter. For example, if MicroPeak reports 5 4 4
-         3, then the maximum height of the last flight was 544.3m, or
-         1786 feet.
-
-       * Finish preparing the rocket for flight. After the
-         previous flight data have been reported, MicroPeak waits for
-         one minute before starting to check for launch. This gives
-         you time to finish assembling the rocket. As those
-         activities might cause pressure changes inside the airframe,
-         MicroPeak might accidentally detect boost. If you need to do
-         anything to the airframe after the one minute window passes,
-         make sure to be careful not to disturb the altimeter. The
-         LED will remain dark during the one minute delay, but after
-         that, it will start blinking once every 3 seconds.
-
-       * Fly the rocket. Once the rocket passes about 30m in height
-         (100 feet), the micro-controller will record the ground
-         pressure and track the pressure seen during the flight. In
-         this mode, the LED flickers rapidly. When the rocket lands,
-         and the pressure stabilizes, the micro-controller will record
-         the minimum pressure pressure experienced during the flight,
-         compute the height represented by the difference in air
-         pressure and blink that value out on the LED. After that,
-         MicroPeak powers down to conserve battery power.
-
-       * Recover the data. Turn MicroPeak off and then back on. MicroPeak
-         will blink out the maximum height for the last flight. Turn
-         MicroPeak back off to conserve battery power.
+               image::micropeak-back.jpg[width=430]
+
+       Install MicroPeak in your rocket::
+
+         This can be as simple as preparing a soft cushion of wadding
+         inside a vented model payload bay. Wherever you mount it,
+         make sure you protect the barometric sensor from corrosive
+         ejection gasses as those will damage the sensor, and shield
+         it from light as that can cause incorrect sensor readings.
+
+       Turn MicroPeak on::
+
+         Slide the switch so that the actuator covers the '1' printed
+         on the board. MicroPeak will report the maximum height of
+         the last flight in decimeters using a sequence of flashes on
+         the LED. A sequence of short flashes indicates one digit. A
+         single long flash indicates zero. The height is reported in
+         decimeters, so the last digit will be tenths of a meter. For
+         example, if MicroPeak reports 5 4 4 3, then the maximum
+         height of the last flight was 544.3m, or 1786 feet.
+
+       Finish preparing the rocket for flight::
+
+         After the previous flight data have been reported, MicroPeak
+         waits for one minute before starting to check for
+         launch. This gives you time to finish assembling the
+         rocket. As those activities might cause pressure changes
+         inside the airframe, MicroPeak might accidentally detect
+         boost. If you need to do anything to the airframe after the
+         one minute window passes, make sure to be careful not to
+         disturb the altimeter. The LED will remain dark during the
+         one minute delay, but after that, it will start blinking
+         once every 3 seconds.
+
+       Fly the rocket::
+
+         Once the rocket passes about 30m in height (100 feet), the
+         micro-controller will record the ground pressure and track
+         the pressure seen during the flight. In this mode, the LED
+         flickers rapidly. When the rocket lands, and the pressure
+         stabilizes, the micro-controller will record the minimum
+         pressure pressure experienced during the flight, compute the
+         height represented by the difference in air pressure and
+         blink that value out on the LED. After that, MicroPeak
+         powers down to conserve battery power.
+
+       Recover the data::
+
+         Turn MicroPeak off and then back on. MicroPeak will blink
+         out the maximum height for the last flight. Turn MicroPeak
+         back off to conserve battery power.
 
 == The MicroPeak USB adapter
 
        .MicroPeak USB Adapter
-       image::MicroPeakUSB-2.0.jpg[width="4.5in"]
+       image::MicroPeakUSB-2.0.jpg[width=430,align="center"]
 
        MicroPeak stores barometric pressure information for the first
        48 seconds of the flight in on-board non-volatile memory. The
 
                * Start the MicroPeak application.
 
-                 image::micropeak-nofont.svg[width="0.5in"]
+                 image::micropeak-nofont.svg[width=50,align="center"]
 
                * Click on the Download button at the top of the
                   window.
 
                  .MicroPeak Application
-                 image::micropeak-app.png[width="4.5in"]
+                 image::micropeak-app.png[width=430,align="center"]
 
                * Select from the listed devices. There will probably
                  be only one.
 
                  .MicroPeak Device Dialog
-                 image::micropeak-device-dialog.png[width="2.3in"]
+                 image::micropeak-device-dialog.png[width=220,align="center"]
 
                * The application will now wait until it receives
                  valid data from the MicroPeak USB adapter.
 
                  .MicroPeak Download Dialog
-                 image::micropeak-download.png[width="2in"]
+                 image::micropeak-download.png[width=200,align="center"]
 
                * The MicroPeak USB adapter has a small
                  phototransistor under the hole in the center of the
                  MicroPeak board itself.
 
                  .MicroPeak Downloading
-                 image::MicroPeakUSB-2.0-inuse.jpg[width="4.5in"]
+                 image::MicroPeakUSB-2.0-inuse.jpg[width=430,align="center"]
 
                * After the maximum flight height is reported,
                  MicroPeak will pause for a few seconds, blink the
                  MicroPeak board and try again.
 
                  .MicroPeak Save Dialog
-                 image::micropeak-save-dialog.png[width="2.3in"]
+                 image::micropeak-save-dialog.png[width=220,align="center"]
 
                * Once the data are saved, a graph will be displayed
                  with height, speed and acceleration values computed
-                 from the recorded barometric pressure data. See the
-                 next section for more details on that.
+                 from the recorded barometric pressure data. See
+                 <<_analyzing_micropeak_data> for more details on that.
 
        === Analyzing MicroPeak Data
 
                ==== MicroPeak Graphs
 
                        .MicroPeak Graph
-                       image::micropeak-graph.png[width="4.5in"]
+                       image::micropeak-graph.png[width=430,align="center"]
 
                        Under the Graph tab, the height, speed and acceleration values
                        are displayed together. You can zoom in on the graph by
                ==== MicroPeak Flight Statistics
 
                        .MicroPeak Flight Statistics
-                       image::micropeak-statistics.png[width="4.5in"]
+                       image::micropeak-statistics.png[width=430,align="center"]
 
                        The Statistics tab presents overall data from
                        the flight. Note that the Maximum height value
                ==== Raw Flight Data
 
                        .MicroPeak Raw Flight Data
-                       image::micropeak-raw-data.png[width="4.5in"]
+                       image::micropeak-raw-data.png[width=430,align="center"]
 
                        A table consisting of the both the raw barometric pressure
                        data and values computed from that for each recorded time.
                ==== Configuring the Graph
 
                        .MicroPeak Graph Configuration
-                       image::micropeak-graph-configure.png[width="4.5in"]
+                       image::micropeak-graph-configure.png[width=430,align="center"]
 
                        This selects which graph elements to show, and lets you
                        switch between metric and imperial units
        === Setting MicroPeak Preferences
 
                        .MicroPeak Preferences
-                       image::micropeak-preferences.png[width="1.8in"]
+                       image::micropeak-preferences.png[width=170,align="center"]
 
                        The MicroPeak application has a few user settings which are
                        configured through the Preferences dialog, which can be
                        these applications, change in one application
                        will affect the other.
 
+== Protecting MicroPeak from Sunlight
+
+       The MS5607 barometric sensor is sensitive to direct light. When light
+       shines through the holes in the cover to the components inside, the
+       reported pressure can vary wildly from the actual pressure. This
+       causes the reported altitude to have errors of as much as 3000-4000
+       feet.
+
+       MicroPeak should be installed in an opaque compartment in the airframe
+       and not subjected to sunlight. Alternatively, a small piece of
+       adhesive-backed open-cell foam can be attached to the device so that
+       it covers the barometric sensor and protects it from direct light.
+
+       Here's what happens when MicroPeak is exposed to sunlight. At apogee,
+       I exposed MicroPeak to varying amounts of sunlight and you can see the
+       wild swings in altitude resulting from that:
+
+       .MicroPeak in Sunlight
+       image::micropeak-flight-nofoam.png[width=430]
+
+       You can carefully cutting a piece of adhesive-backed open-cell foam
+       and attach it to MicroPeak. It's important to press the adhesive to
+       the circuit board and not to the top of the barometric sensor or the
+       sensor may become blocked and not operate at all. Once you've attached
+       the foam, you should test MicroPeak on the ground to make sure it's
+       still working.
+
+       .MicroPeak with Foam
+       image::micropeak-foam.jpg[width=430]
+
+       That MicroPeak was in the same barometric chamber as the one which
+       generated the above results and the resulting flight data looks
+       correct:
+
+       .MicroPeak in Sunlight with Foam
+       image::micropeak-flight-foam.png[width=430]
+
 [appendix]
 == Handling Precautions
 
        sensor out of direct sunlight.
 
        The barometric sensor sampling ports must be able to
-       "breathe", both by not being covered by foam or tape or other
-       materials that might directly block the hole on the top of the
-       sensor, and also by having a suitable static vent to outside
-       air.
+       "breathe", both by not being covered by solid foam or tape or 
+       other materials that might directly block the hole on the top 
+       of the sensor, and also by having a suitable static vent to 
+       outside air.
+
+       One good solution is to use a small rectangle of Poron 
+       50-30031-12X12P or equivalent to cover the sensor.  This is an
+       open cell foam in 1/32" thickness with an adhesive backing.  It
+       seems to do a good job of blocking sun while still allowing
+       airflow to and from the sensor internals.
 
        As with all other rocketry electronics, Altus Metrum
        altimeters must be protected from exposure to corrosive motor