ATmega328P Alien-Slot-Machine Kit – Selbstbau-Spielautomat

Benötigte Komponenten

• 2× ATmega328P-PU (Slot-Maschine + I2C-Credit-Display-Slave)
• 1× 7-Segment-Display 8-stellig (Credit-Anzeige)
• 1× 8×8 LED-Matrix 4-Segment MAX7219 (3 Segmente für Walzen, 1 ungenutzt)
• 1× I2C LCD 20×4 blau (Menü)
• 2× Steckbrett 830 Punkte
• 6× Taster (1× Spin, 3× Menü-Navigation, 2× Reset-Pin-Ground)
• 1× RGB-LED (gemeinsame Kathode)
• 1× LED (Betriebsanzeige)
• 6× 10 kΩ Pull-Up Widerstände (Taster, Reset)
• 4× 1 kΩ Widerstände (Taster-Eingänge)
• 3× 330 Ω Widerstände (RGB-LED)
• 2× 16 MHz Quarz
• 1× Schiebeschalter (Stromversorgung)
• 2× Summer (Piezo, je Controller)
• 4× 22 pF Kondensatoren (Quarz)
• 6× 0,1 µF Kondensatoren (Entkopplung)
• 1× 100 nF Kondensator (optional, FTDI-Reset)
• 2× 10 µF Kondensatoren (Pufferung)
• 1× 7805 Spannungsregler (5V)
• Jumper-Kabel, 5V Netzteil
• 1× Arduino Mini USB Serial Adapter (optional, zum Programmieren)
• 1× FTDI USB-TTL Adapter (2×, für In-Circuit-Programmierung)
• 1× Lötbares Steckbrett (groß), 1× Mini
• Lötzinn, Helping Hands
• 1× Klarsicht-Gehäuse (wasserfest, 13 €)

Benötigte Bibliotheken

• TimerFreeTone (Summer)
• LedControl (MAX7219 Matrizen & 7-Segment)
• LiquidCrystal / LiquidCrystal_I2C (LCD)

Projektbeschreibung

Ein alien-themed Spielautomat mit zwei ATmega328P. Drei Walzen (je 25 Symbole auf 8×8 Matrizen), fünf Gewinnwege: 3 Raumschiffe = Jackpot, 1-2 Raumschiffe, 2-3 gleiche Symbole. Gewinne sind gegenseitig ausschließend (höchste Auszahlung gewinnt). Menü über 20×4 I2C-LCD mit 3 Tastern (hoch/runter/select) und entprellter Interrupt-Behandlung. Features: Auto-Modus (bis 1 Mio. Spins), Sound an/aus, Hold (Hausvorteil 0-15%) einstellbar, Statistiken (Credits, Jackpots, Gewinne, etc.) im Menü & Serial Monitor. EEPROM speichert Metriken (max 100k Schreibzyklen).

Spielmechanik & Mathematik

25 Symbole pro Walze → 15.625 Kombinationen.

• 3 Raumschiffe: 1/15625 (0,000064) → Odds 1:15624
• 3 gleiche Symbole (kein Raumschiff): 24/15625 (0,001536) → Odds 1:650
• 2 Raumschiffe: 72/15625 (0,004608) → Odds 1:216
• 1 Raumschiff: 1728/15625 (0,110592) → Odds 1:8
• 2 gleiche Symbole: 1656/15625 (0,105984) → Odds 1:8,44

Auszahlungstabelle per Spreadsheet optimiert, sodass Volatility Index (VI) < 20. Hold (Hausvorteil) einstellbar (Default 0%, typisch 15%). Bei 15% Hold liegt erwarteter Gewinn im 90%-Konfidenzintervall.

Code-Struktur

• SlotMachine.ino – Hauptlogik: Walzen-Spin (Zufallsstop), Gewinnprüfung, Auszahlung, Menü, I2C-Master für Credit-Display.
• SlotMachine.h – Symbol-Definitionen (25×8 Byte), Noten-Defines, Konfiguration.
• slotCreditsDisplaySlave.ino – I2C-Slave (Adresse 0x10) steuert 8-stelliges 7-Segment-Display per LedControl, empfängt Startwert, Inkrement, Endwert per I2C und zählt animiert.

Globale Variablen nutzen ~80% RAM – Vorsicht bei Erweiterungen. Bekannte Mängel: Walzen drehen manchmal nicht (Zufall trifft gleiche Position), Stop-Reihenfolge nicht links-nach-rechts. TODO: Brown-Out & Watchdog.

Aufbau & Programmierung

Beide ATmega328P auf Steckbrett als „Arduino on Breadboard“ (Quarz, Kondensatoren, 7805, Reset-Schaltung). Bootloader via Arduino als ISP oder AVRISP brennen. Programmierung per FTDI-Breakout (100 nF an RTS für Auto-Reset) oder Arduino UNO als Programmer. Schaltplan (Fritzing) und Pin-Belegung im Artikel detailliert.

Gehäuse

Klarsicht-Box bestellt, Einbau geplant (Teil II folgt).

Schaltpläne & Dateien

Fritzing .fzz Datei und Berechnungs-Spreadsheet (PW: „password“) auf GitHub.