home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Ham Radio 2000 / Ham Radio 2000.iso / ham2000 / packet / aprs75c / telemtry.txt < prev    next >
Text File  |  1996-04-10  |  10KB  |  178 lines
  1. TELEMTRY.txt 7.4e         APRS TELEMETRY SYSTEM
  2.                    Using the Micro.Interface.Module (MIM)
  3.  
  4. The MIM module is a complete telemetry TNC transmitter on a chip.  It has 
  5. a serial data port, 5 analog and 8 digital telemetry inputs.  It outputs 
  6. PTT and transmit audio AX.25 tones.   The MIM was developed by Carl Wick, 
  7. N3MIM, as a very simple, light-weight, throw-away module for experimental 
  8. balloons.  He has teamed up with Will Clement and refined the chip into
  9. a very useful APRS packet tool.  The only external components besides 
  10. the sensors themselves, are a transmitter and optional GPS card and battery.
  11. A 0.3 cu in. 800 mw xmtr is available from Agrelo Engineering too! 
  12.                      ___________
  13.         Analog 1 --O|           |O-- 5 volts
  14.         Analog 2 --O|           |O-- Ground
  15.         Analog 3 --O|           |O
  16.         Analog 4 --O|   M.I.M   |O
  17.         Analog 5 --O|           |O-- Xtal
  18.      Rcv Audio   --O|   AX.25   |O-- Xtal
  19.      NMEA Serial --O|           |O
  20.      Input bit 1 --O| Telemetry |O
  21.      input bit 2 --O|           |O-- AX.25 out
  22.      input bit 3 --O|   Chip    |O-- PTT
  23.      input bit 4 --O|           |O
  24.      input bit 5 --O|           |O
  25.      input bit 6 --O|           |O
  26.      input bit 7 --O|           |O
  27.      input bit 8 --O|           |O
  28.                     -------------
  29.  
  30. EXTENDED LIFE OPTION:  For extended operation (up to a year or more), the 
  31. MIM can be configured to go to sleep between reports.  A single set of
  32. AA Alkaline batteries could power the MIM and 1 watt transmitter for
  33. a YEAR at one report every 30 minutes.
  34.  
  35. Additionally, the power to the GPS can be programmed separately to allow 
  36. time for obtaining a current fix.   Assuming a worst case of the GPS 
  37. needing 15 minutes per fix for a full sky search, this could result in a 
  38. system that could "check its position" once a day, report its position, 
  39. telemetry and status every 30 minutes using a 1 watt XMTR for a YEAR on 
  40. a single set of alkaline D cells.  
  41.  
  42.  
  43. APRS TELEMETRY RECEIVING SYSTEM:   In order to make the APRS Telemetry 
  44. page show real engineering values and units, APRS uses on-air packets
  45. to distribute the Telemetry labels, units, and equations.  This means
  46. that APRS does not need to be progammed for each different application.
  47. In the case of a one-time balloon launch, any ground station that knows
  48. the telemetry definitions only needs to send four one-line BULLETINS.
  49. THe first one defines the telemetry labels, the second defines the units,
  50. the third defines the telemetry equations, and th forth defines the
  51. project name and digital bit definitions.
  52.      
  53.      Once any APRS station receives these parameter transmissions, it
  54. is then ready to receive and to display the real-time telemetry values in 
  55. the proper engineering units.  The TELEMETRY page is displayed using the 
  56. alt-T command.  Hitting this command causes APRS to scan the READ MAIL 
  57. screen looking for the telemetry equations, and then to scan the 
  58. ALL_BEACONS pages looking for TELEMETRY values.  The last 16 values are
  59. displayed.  The TELEMETRY samples are saved in the normal LOG files.  
  60. A sketch of the APRS telemetry display is shown below:
  61.  
  62.  
  63. APRS TELEMETRY FOR XYZ BALLOON LAUNCH
  64.  
  65. SER TIME Battery  AirTemp BTemp Pres  Altud Camra Par Sun 10m ATV 5th 6th etc 
  66. NUM      volts    deg.F   deg.F Mbars K ft  BIT   BIT BIT BIT BIT BIT BIT
  67. --- ---- -------- ------- ----- ----- ----- ----- --- --- --- --- --- ---
  68. 101 1215  12.8     86      85    999    0    ...  ... ... ... ... ... ...
  69. 102 1216  12.8     86      85    999   1000  ...  ... ... ... ... ... ...
  70. 103 1217  12.6     87      87    998   2000  ...  ... ... ... ... ... ...
  71. 104 1218  12.4     84      80    980   4000  clik ... on  on  hi  ... ...
  72. 105 1219  12.3     80      76    900   8000  ...  ... ... on  hi  ... ...
  73. 106 1220  12.1     75      70    850  16000  ...  ... on  on  ... ... ...
  74. 107 1221  12.0     70      65    800  32000  clik ... ... ... ... ... ...
  75. 108 1222  12.0     65      60    730  64000  ...  ... on  ... hi  ... ...
  76.  
  77.  
  78.     Notice that the M.I.M module transmits a value for each of its five
  79. analog channels and each of its eight digital bits once every sample time. 
  80. The sample periodicity can be set from any value from 1 second to hours
  81. depending on the application.  Each sample includes a unique serial number.  
  82. In addition, not only can the parameter name, units and equations be 
  83. specified for each of the analog channels, but the word to be associated 
  84. with either the 0 or 1 value of each digital bit can also be specified.
  85.  
  86.      To configure all APRS stations to properly decode the telemetry from 
  87. the M.I.M module, the net control station (or any other designated station 
  88. in the APRS network) needs to transmit the proper parameter definition 
  89. packets.  These packets are transmitted as APRS messages TO the CALLSIGN 
  90. of the M.I.M module.  If the M.I.M module is using the callsign of N3MIM, 
  91. then the parameter definition station would send the following messages:
  92.  
  93. To N3MIM:PARM.Battery,BTemp,AirTemp,Pres,Altude,Camra,Chute,Sun,10m,ATV
  94. To N3MIM:UNIT.Volts,deg.F,deg.F,Mbar,Kfeet,Clik,OPEN!,on,on,high
  95. To N3MIM:EQNS.0,2.6,0,0,.53,-32,3,4.39,49,-32,3,18,1,2,3
  96. To N3MIM:BITS.10110101,PROJECT TITLE...
  97.  
  98. The PARM format specifies the name of each of the 13 parameters.  The UNITs
  99. format specifies what units are to be displayed, and for the digital bits,
  100. show what label is associated with the digital condition.  The parameters and
  101. units for the first two can be up to 9 and 8 characters respectively, the 
  102. next 3 can be 6 characters, the first three BITS can be 5 characters and the
  103. final 5 can be four characters each.   The EQNS format has three coeficients 
  104. for each of the five analog channels.  The BITS format specifies either a 1 
  105. or a 0 for each of the five digital channels to indicate which state is 
  106. associated with the indicated label.  This permits the payload designer to 
  107. use 1's or 0's as convenient with his circuity without being forced to always 
  108. use 0 for OFF and 1 to mean ON.  A title can also be included in the BITS 
  109. definition which will be used by APRS to title the TELEMETRY page.  The three 
  110. values for each of the analog channels are the coeficients of a quadratic 
  111. equation:
  112.  
  113.   Final value = A*X^2 + B*X + C  Where X is the M.I.M transmitted value
  114.  
  115. FORMAL SPECIFICATION:  The specific format for the TITLE, PARM, UNIT, and EQNS
  116. message packets are shown below.  They are entered as messages to the address
  117. of the MIM module:
  118.  
  119.   PARM.P1,P2,P3,P4,P5,B1,B2,B3,etc    Where Pn and Bn are the parameter names
  120.  
  121.   UNIT,U1,U2,U3,U4,U5,L1,L2,L3,etc    Where Un are the units for analog ports
  122.                                       and Ln are the labels for the bits
  123.  
  124.   EQNS,A1,B1,C1,A2,B2,C2,A3,B3,C3,etc Where the An,Bn,Cn are the coeficients 
  125.                                       for each of the five analog channels, 
  126.                                       
  127.   BITS.XXXXXXXX,Title-up-to-23-chars  The x's specify the state of the bits
  128.                                       that match the BIT Labels.
  129.  
  130.   T#sss,111,222,333,444,555,xxxxxxxx  This is the on-air format for the UI
  131.                                       packet, where sss is the serial number
  132.                                       followed by the five 3 digit analog
  133.                                       values and the eight binary values.
  134.                               
  135.  
  136. APPLICATIONS:
  137.  
  138.    1)  Balloon payloads using only party balloons, not needing the big
  139.        WX balloons and all the paraphanalia.
  140.  
  141.    2)  Tracking wildlife or packages
  142.  
  143.    2)  TRAFFIC monitoring MILE posts!  This is a neat idea!  Given that HAMS
  144.        will be commuting with APRS moving Map displays, why not build a match
  145.        box sized traffic SPEED detector (solar powered MIM module) that can be
  146.        stuck on the side of a highway pole ?  Via a $1.29 crystal MIC from
  147.        radio shack, use DSP to figure out the speed of the traffic based on
  148.        audio analysis!  Beacon this SPEED once every two minutes at about 10
  149.        mW.  The beacon will, of coure, include the LOCATION of the device.
  150.        What the APRS commuter sees on his MAP is these MILE posts ahead of him
  151.        showing traffic speeds!  He can then decide on alternate routing!
  152.  
  153.             We have plenty of room in the MIM to add this DSP (maybe), IS
  154.        THERE ANYONE OUT THERE THAT IS INTO DSP THAT CAN DETERMINE THE
  155.        ALGORITHM TO DETERMINE SPEED FROM THE AUDIO OF TRAFFIC??????????
  156.        (or the amplitude fluctuations of a photo cell?) Even cheap X band
  157.        doppler motion detectors are possible, since they only need to turn
  158.        on briefly to get a speed measurement.  This thing has to be VERY small
  159.        and low power to be able to be SOLAR powered and able to be COVERTLY
  160.        installed with out a lot of STATE HIGHWAY bureaucracy.
  161.  
  162. LOW POWER TELEMETRY TRANSMITTERS:  To complement this less than ONE-CUBIC
  163. inch MIM telemetry system, Agrelo Engineering in NY makes a 1.5 x 0.5 x 0.25
  164. inch 2 meter transmitter for $99.  It outputs 500 mW at 6 volts 140 ma and
  165. 120 mW at 3 volts 50 ma.  A new 800 mw model is now out!
  166. See more cheap transmitters in the GPS.TXT file.
  167.  
  168.  
  169. ORDERING YOUR M.I.M. SYSTEM:  
  170.  
  171. Oder the MIM from Clement ENgineering, Inc. PO Box 1086 Severna Park, MD
  172. 21146.  Phone 410 268-6736, FAX: 410 268-4612.  Email wiclement@aol.com.
  173.   
  174.  
  175. NOTE, THis is a new model from the  original 4 channel prototypes.  
  176. If you have one of the originals, it is only on-air compatible with APRS 
  177. versions APRS74b or earlier. 
  178.