Zuverlässiger GPS-Tracker fürs Auto mit Thinger.io Echtzeit-Karte

Benötigte Bauteile

Arduino Leonardo	Wichtig: dedizierter Hardware-Serial (Serial1) für GPS	1
SIM900 Development Board	GSM/GPRS (auch SIM800 kompatibel, ungetestet)	1
u-blox NEO-6M GPS-Modul	Mit Antenne	1
GPS-Antenne	Qualität beachten – billige Antennen oft schlechter Empfang	1
Widerstand 220 Ω	Für Status-LEDs	2
LED (beliebig)	Power & GPS-Lock Anzeige	2
Lochrasterplatine 7×5 cm	Für LED-Schaltung (passt in 3D-Gehäuse)	1
12 V → 5 V Step-Down Modul	Für Auto-Bordnetz / Zigarettenanzünder	1
MicroSD-Kartenleser (Adafruit, 5 V tolerant)	SPI-Interface	1
MicroSD-Karte	FAT32 formatiert	1

Benötigte Werkzeuge

• Lötkolben

Software & Dienste

• Thinger.io (kostenlose IoT-Plattform mit Dashboards & Maps-Widget)
• Arduino IDE + Bibliotheken:
  • NeoGPS (Library Manager) – leichtgewichtig, RAM-sparend
  • Time (Paul Stoffregen) – Zeitzonen
  • PetitFS (greiman/PetitFS) – ultraleichtes FAT-Dateisystem für SD-Karte

Projektfunktionen

• GPS-Koordinaten alle 2 Min per HTTP POST an Thinger.io → Karten-Dashboard.
• SMS-Befehle: POS (aktuelle/letzte Position + Google Maps Link), GETKM (gefahrene km), RESETKM (Kilometerzähler zurücksetzen).
• Software-Odometer: SMS-Erinnerung alle X km (z. B. 4000 km → Ölnachfüllung).
• Datenlogging auf SD-Karte (PetitFS) – persistenter Kilometerstand.

Warum Arduino Leonardo?

Zwei serielle Schnittstellen nötig: Hardware-Serial (Serial1) für GPS (9600 Baud), Software-Serial für SIM900 (Pins 8/9). Uno hätte nur einen Hardware-Serial – GPS müsste zum Flashen abgeklemmt werden, kein Debug-Monitor.

Bibliotheks-Konfiguration

NeoGPS einrichten

Datei GPSport.h im NeoGPS-Installationsordner komplett ersetzen:

#ifndef GPSport_h
#define GPSport_h
#define gpsPort Serial1
#define GPS_PORT_NAME "Serial1"
#define DEBUG_PORT Serial
#endif

Bei anderen Boards (Mega: Serial2/Serial3) hier anpassen.

PetitFS einrichten

Datei pffArduino.h: SD_CS_PIN auf 10 setzen (SPI SS).

Datei pffconf.h: Folgende Optionen deaktivieren (0 setzen) für kleinere Binary:

• _USE_DIR
• _USE_LSEEK
• _FS_FAT12
• _FS_FAT16

Erster Kompilierfehler (fehlender Return-Typ in pff.cpp) ignorieren oder FRESULT als Return-Typ ergänzen.

SD-Karte vorbereiten

1. Als FAT32 formatieren (offizielles „SD Card Formatter“ Tool).
2. Dateien dist.txt (Startwert Kilometer, z. B. „0“) und settings.txt (Trigger-Distanz in Metern, z. B. „4000000“) auf Karte kopieren. Exakt die mitgelieferten Referenzdateien nutzen – PetitFS ist pingelig bei Format/Länge.
3. Test: Sketch starten, Serial Monitor prüfen – Kilometerstand & Trigger werden gelesen.

SIM900 vorbereiten

• Externe Stromversorgung: ≥2 A bei 5–9 V (DC-Buchse 5,5 mm). Arduino reicht nicht (Spitzen bis 2 A).
• Power Selector: Jumper auf „External“.
• Serial Selector: Jumpers auf „Software Serial“ (Pins 7/8 am SIM900 Board → Arduino 8/9).
• Software Power-On: Jumper R13 verlöten → SIM900 Pin 9 an Arduino Pin 7. Funktion SIM900power() im Code.
• SIM-Karte: PIN-Sperre deaktivieren (im Handy).
• Firmware ≥ B10 zwingend! Ältere Versionen unterstützen AT+HTTPPARA="CONTENT","application/json" nicht → HTTP 400. Prüfen mit AT+CGMR. Update-Anleitung: „SIM900 firmware update ACOPTEX“.

Code-Anpassungen (vor Upload)

• APN: In connectGPRS() „TeleXXX“ durch Provider-APN ersetzen.
• Thinger.io URL & Auth-Key: In postDataThinger() eigene Device-URL & Authorization-Header eintragen. Wichtig: „https://“ → „https://“ ändern (SIM900 kein SSL).
• Zeitzone: #define UTC_OFFSET 1 (z. B. UTC+1 für MEZ).
• SMS-Benachrichtigung: Text & Trigger-Distanz in settings.txt / Code anpassen (oder deaktivieren).
• Standard-Telefonnummer: #define DEFAULT_NUMBER "+49..." für Odometer-SMS.
• Serial-Wait: while(!Serial); im setup() nur für Debug am PC aktivieren – bei Standalone-Betrieb auskommentieren!

Thinger.io Integration

1. Account erstellen → „Bucket“ anlegen (Datenbank).
2. „HTTP Device“ anlegen (Doku: thinger.io HTTP Devices).
3. Device Callback → Settings: „Write Bucket“ auf eigenen Bucket zeigen.
4. Callback Overview: Method URL & Authorization Header (ohne „Bearer“) notieren.
5. Im Code: URL & Key in postDataThinger() einsetzen. Kurzgerätenamen wählen (langer Name → langer Key → Pufferüberlauf >256 Byte).
6. Erfolg: Serial Monitor zeigt +HTTPACTION: 1,200,0.
7. Dashboard: Maps-Widget mit Bucket als Datenquelle.

Zusätzliche Daten an Thinger senden

Im sprintf(httpContent, ...) weitere Felder im JSON ergänzen: {"longitude":%s,"latitude":%s,"date":"%s %s","speed":%s,...}. Exakte Bytezahl in AT+HTTPDATA=len,10000 anpassen.

3D-Gehäuse

• STL-Dateien: Front (hoch/flach), Rückseite, SIM900-Halterungen.
• M3-Schrauben für Montage.
• Obere Schale: GPS-Modul + LED-Platine (7×5 cm Lochraster). Kleine Distanzhalter nutzen.
• Untere Schale: SIM900 + Arduino Leonardo (Aussparungen für USB, Antenne, SIM).
• Montagelöcher in Oberteil geschlossen → nach Druck 3 mm aufbohren (supportlos druckbar).
• Druck: 0,2 mm Layer, Brim, keine Supports (außer Front: „Touch Buildplate Only“).

Stromversorgung im Auto

Anschluss an „Zigarettenanzünder“-Stromkreis (schaltet mit Zündung) – Gerät läuft nur bei laufendem Auto. Für Diebstahlschutz (Tracker auch bei ausgeschaltetem Auto) Direktanschluss an Batterie + Puffer-Akku. Step-Down (12 V → 5 V, 2× USB) versorgt Arduino & SIM900. Verbrauch ca. 110 mA (GSM aktiv), mehr bei schlechtem Empfang.

Bekannte Probleme

• SMS-Kommando während HTTP-POST an Thinger → wird nicht verarbeitet (keine Antwort). Einfach wenige Sekunden später wiederholen.
• Kein Auto-Reconnect bei Netzausfall beim Start – Gerät verbindet nur im setup(). Workaround: Watchdog-Reset oder periodischer Reconnect in loop() nachrüsten.

Code (Haupt-Sketch: GPS_tracker_Leonardo_v2.ino)

#include <SoftwareSerial.h>
#include <NMEAGPS.h>
#include <GPSport.h>
#include <TimeLib.h>
#include "PF.h"
#include "PetitSerial.h"

#define UTC_OFFSET 1
#define TXPin 8
#define RXPin 9
#define PWRPin 7
#define DEFAULT_NUMBER "+49123456789"

FATFS fs;
String textMessage, number = DEFAULT_NUMBER;
char sms_msg[160];
float Lat = 0, Long = 0;
boolean valid_location = false;
uint8_t num_sat;
NeoGPS::Location_t prevFix;
NMEAGPS gps;
gps_fix fix;
const char *googlePrefix = "https://maps.google.com/maps?q=";
const char *filename = "DIST.TXT";
const char *settings = "SETTINGS.TXT";
NeoGPS::time_t timeFix;
char datePrint[13], timePrint[10];
float totalDistance = 0;
float triggerDistance = 4000000;
SoftwareSerial SIM900(TXPin, RXPin);

void setup() {
  pinMode(3, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT);
  digitalWrite(3, HIGH); // Power LED
  Serial.begin(9600);
  // while (!Serial); // Nur für Debug!
  SIM900.begin(9600);
  gpsPort.begin(9600);
  initializeSD();
  SIM900power();
  SIM900.println(F("AT")); delay(500); updateSIM900();
  SIM900.println(F("AT+CMGF=1")); delay(500); updateSIM900();
  SIM900.println(F("AT+CNMI=1,2,0,0,0")); delay(500); updateSIM900();
  connectGPRS();
}

void loop() {
  while (gps.available(gpsPort)) {
    fix = gps.read();
    num_sat = fix.satellites;
    if (fix.valid.location) {
      digitalWrite(4, HIGH); // GPS Lock LED
      Lat = fix.latitude(); Long = fix.longitude();
      if (Lat != 0 && Long != 0 && !valid_location) {
        valid_location = true; prevFix = fix.location;
      }
    }
    if (fix.valid.date && fix.valid.time) {
      timeFix = fix.dateTime; updateTime();
    }
    if (valid_location) {
      // Distanz-Update alle 15 s
      static const unsigned long REFRESH_INTERVAL_UPD = 15000;
      static unsigned long lastRefreshTime = millis();
      if (millis() - lastRefreshTime >= REFRESH_INTERVAL_UPD) {
        lastRefreshTime += REFRESH_INTERVAL_UPD;
        float distanceDelta = prevFix.DistanceKm(fix.location) * 1000;
        if (distanceDelta > 10 && distanceDelta < 10000) totalDistance += distanceDelta;
        prevFix = fix.location;
      }
      // SD-Schreiben & Thinger-Upload alle 2 Min
      static const unsigned long REFRESH_INTERVAL_WRITE_SD = 120000UL;
      static unsigned long lastRefreshTimeWriteSD = millis();
      if (millis() - lastRefreshTimeWriteSD >= REFRESH_INTERVAL_WRITE_SD) {
        lastRefreshTimeWriteSD += REFRESH_INTERVAL_WRITE_SD;
        char buf[9]; dtostrf(totalDistance, 8, 0, buf);
        if (PF.open(filename)) Serial.println(F("error open file"));
        while (1) {
          UINT nr;
          if (PF.writeFile(buf, sizeof(buf), &nr)) Serial.println(F("error write file"));
          if (nr == sizeof(buf)) { PF.writeFile(0, 0, &nr); break; }
        }
        // HTTP POST an Thinger
        char httpContent[60], tempstrLong[10], tempstrLat[10];
        dtostrf(Lat, 2, 6, tempstrLat); dtostrf(Long, 2, 6, tempstrLong);
        sprintf(httpContent, "{\"longitude\":%s,\"latitude\":%s,\"date\":\"%s %s\"}", tempstrLong, tempstrLat, datePrint, timePrint);
        char httpdataLen[20]; sprintf(httpdataLen, "AT+HTTPDATA=%i,10000", strlen(httpContent));
        postDataThinger(httpdataLen, httpContent);
      }
    }
  }
  // Odometer-Trigger SMS
  if (totalDistance > triggerDistance) {
    char distanceTotalMsg[10];
    itoa((totalDistance / 1000), distanceTotalMsg, 10);
    sprintf(sms_msg, "Empty catchtank! Current distance: %skm", distanceTotalMsg);
    textMessage = ""; number = DEFAULT_NUMBER; totalDistance = 0;
    sendSMS(sms_msg);
  }
  updateSerial();
}

// ... Hilfsfunktionen: updateSerial(), SIM900power(), updateSIM900(), extractSenderNumber(),
// sendSMS(), connectGPRS(), postDataThinger(), initializeSD(), updateTime() ...
// (Vollständiger Code im Original-Projekt)

Dateien im Projekt

• GPS_tracker_Leonardo_v2.ino – Hauptsketch
• dist.txt / settings.txt – Referenzdateien für SD-Karte
• STL-Dateien für Gehäuse (4 Teile)
• Schaltplan (PNG)