GPS-Tracker selber bauen: Bauteile, Schritte und Grenzen

Bauteile im Überblick

• Mikrocontroller: Ein kleines Entwicklungsboard, etwa aus der Arduino-Familie, ein ESP32-Board oder ein Raspberry Pi Pico. Wichtig sind eine freie serielle Schnittstelle und eine Betriebsspannung, die zu den Modulen passt.
• GNSS-Empfängermodul mit Antenne: Es empfängt die Signale der Satellitensysteme und gibt die Position als Textzeilen im NMEA-Format aus. Viele Module nutzen neben GPS auch Galileo, GLONASS oder BeiDou.
• Speicher oder Funk: Für den Logger ein Kartenleser für microSD. Für den Live-Tracker ein Mobilfunkmodul mit SIM-Halter und eigener Antenne.
• Stromversorgung: Ein Lithium-Akku mit Schutzschaltung und ein Lademodul oder eine Powerbank für erste Versuche.
• Gehäuse und Kleinteile: Steckbrett oder Lochrasterplatine, Kabel, ein Schalter und ein Gehäuse aus Kunststoff. Metall schirmt die Antennen ab.

Lesen Sie vor der Bestellung die Datenblätter. Entscheidend sind Spannung, Stromaufnahme im Betrieb und im Ruhezustand sowie die unterstützten Funkstandards.

Schritt für Schritt zum Logger

1. Entwicklungsumgebung einrichten: Installieren Sie die Programmierumgebung für Ihr Board, zum Beispiel die Arduino IDE, und wählen Sie Board und Anschluss aus. Die Arduino IDE gibt es auf der Arduino-Website.
2. Empfänger allein prüfen: Verbinden Sie das GNSS-Modul mit Versorgung, Masse und der seriellen Schnittstelle. Lassen Sie sich die Rohdaten am Rechner anzeigen. Im Freien sollten nach einiger Zeit Zeilen mit gültiger Position erscheinen.
3. Daten auswerten: Binden Sie eine Bibliothek ein, die NMEA-Zeilen in Breite, Länge, Zeit und Geschwindigkeit zerlegt. So müssen Sie das Format nicht selbst zerlegen.
4. Speichern: Schließen Sie den Kartenleser an und schreiben Sie in festen Abständen eine Zeile mit Zeitstempel und Koordinaten in eine Textdatei.
5. Auf Akku umstellen: Betreiben Sie den Aufbau am Akku und messen Sie, wie lange er durchhält. Erst danach lohnt das Verlöten und der Einbau ins Gehäuse.
6. Probefahrt: Nehmen Sie eine bekannte Strecke auf und vergleichen Sie die Spur mit der Karte.

Erweiterung zum Live-Tracker

Für die Übertragung kommt ein Mobilfunkmodul dazu. Ältere Module funken nur im 2G-Netz. Für neue Projekte liegen Module für LTE-M oder NB-IoT näher, weil diese Standards für kleine, sparsame Geräte gedacht sind. Prüfen Sie, welche Standards Ihr Netzbetreiber am Einsatzort anbietet und ob der Tarif der SIM sie freischaltet. Hinweise zur Kartenwahl gibt der Beitrag GPS-Tracker mit eigener SIM-Karte.

Das Modul braucht beim Senden kurzzeitig viel Strom. Eine schwache Versorgung führt zu Neustarts und ist eine häufige Fehlerquelle. Außerdem brauchen Sie eine Gegenstelle: einen eigenen kleinen Server, einen Dienst für Sensordaten oder schlicht den Versand der Koordinaten als Nachricht. Wie viel Datenvolumen dabei anfällt, hängt vom Sendeintervall ab. Mehr dazu im Beitrag Datenverbrauch von GPS-Trackern.

Strecken auslesen und auf der Karte ansehen

Die Textdatei des Loggers lässt sich in die Formate GPX oder KML umwandeln. Diese Formate öffnen viele Kartenprogramme, Routenplaner und Geoinformationssysteme. Zum Umwandeln und Anzeigen im Browser gibt es Onlinedienste wie GPS-Visualizer.com. Wer tiefer auswerten will, findet im Beitrag GPS-Daten in QGIS einbinden einen Einstieg. Sprünge in der Spur entstehen meist bei schlechtem Empfang, etwa zwischen hohen Häusern oder direkt nach dem Einschalten.

Typische Fehler und Grenzen

• Kein Empfang am Schreibtisch: In Gebäuden kommt oft keine Position zustande. Prüfen Sie am Fenster oder im Freien.
• Kurze Laufzeit: Ein Aufbau, der ständig empfängt und sendet, leert den Akku schnell. Längere Intervalle und Schlafphasen des Controllers helfen am meisten.
• Feuchtigkeit und Erschütterung: Steckverbindungen lösen sich, offene Platinen korrodieren. Verlöten und ein dichtes Gehäuse gehören zum fertigen Gerät.
• Akkusicherheit: Verwenden Sie nur Akkus mit Schutzschaltung und ein passendes Ladegerät. Beschädigte oder aufgeblähte Akkus nicht weiter benutzen.
• Größe und Komfort: Ein Eigenbau ist größer als ein Seriengerät und hat keine fertige App mit Geofence, Alarm und Verlauf.

Eigenes Gerät, eigene Verantwortung

Setzen Sie den Eigenbau an eigenen Gegenständen und Fahrzeugen ein. Standortdaten sind personenbezogene Daten, wenn sie einer Person zugeordnet werden können (Art. 4 Nr. 1 DSGVO). Orten Sie andere Personen nur mit deren Einwilligung. Dieser Text ersetzt keine Rechtsberatung. Wer statt des Bastelprojekts ein fertiges Gerät sucht, findet Kriterien im Leitfaden zur Kaufberatung.