MIMO TECHNOLOGY

Teileliste:

• Raspberry Pi 3B+
• Official Raspberry Pi 7" Display
• Netzteil 5,1V 2A
• 2x Lautsprecher
• Audio-Treiber Board mit 3,5mm Klinkenstecker
• Stromversorgungsbuchse 2.1x5.5mm
• 3D-Druck Winkel
• 3D-Druck Display-Rahmen
• Magnete und Eisenband (optional)
• 2x Plexiglasplatte
• Bastelsperrholz Pappel 4mm

Grundgerüst zusammenbauen
Die Holzteile nach Plan (skizze.pdf) ausschneiden. Je nach verwendeter Displaygrösse können die Masse auch angepasst werden.
Folgende 3D-Druck Teile erstellen:

• 6x Winkel-40.stl
• 10x Winkel-20.stl
• 1xDC-power-holder.stl
• 1x Display.stl oder 2x Display.5.stl

Vier Winkel-40 auf jede Seite der Bodenplatte kleben. Je nach Soundboard und Lautsprecher müssen die Front und Back Winkel versetzt werden.
Die Rückwand zusammen mit den Seitenwänden an die Winkel auf dem Boden kleben. Tipp: Rückwand gegen Bücher lehnen und mit den Seitenwänden ausrichten.
Die Rückwand mit vier Winkel-20 fixieren und die Front ankleben.
Die nach vorne gerichteten Winkel-20 müssen, damit die Abdeckung später bündig ist, mit dem Abstand der Magnete und dem Abstand des Eisenbands versetzt angeklebt werden. Alternativ kann die Abdeckung auch direkt verklebt werden, was jedoch die Wartung erschwert.

Für die Abdeckung wird zuerst das Eisenband entlang der vorderen Kante gebogen und zugeschnitten. Die Gewinn Tabelle wird mit doppelseitigem Klebeband zwischen die beiden Plexiglas Platten geklebt. Mit dem Eisenband an der richtigen Position, werden die restlichen Teile auf das Band geklebt.

Elektronik:

Für die Stromversorgung muss ein Loch in die Rückwand gebohrt werden. Zur Stabilisierung wird in das Loch der DC-power-holder angeklebt. in den Holder wird die Stromversorgungsbuchse angeschraubt. An die Buchse wird ein USB-Micro Kabel verlötet (Polarisierung beachten), welches den Raspberry Pi mit Strom versorgt.
Das Raspberry Pi wird an der Rückseite des Displays montiert und mit dem Flex Kabel verbunden. Über die Pins 4 und 5 wird das Display mit Strom versorgt. Das ganze Modul wird dann in den 3D gedruckten Displayhalter eingelassen und verkabelt.

Betriebssystem:

Falls die SD-Karte noch leer ist, muss zuerst ein Betriebssystem für das Raspberry Pi installiert werden.
Dazu ein aktuelles Image von der offiziellen Raspberry Pi Seite herunterladen.
Das Image mittels folgendem Befehl auf die SD-Karte schreiben.
Dabei unbedingt mittels lsblk den Pfad zur SD-Karte prüfen! Für meinen fall (SD-Karte als sdb eingebunden): Nun im Hauptordner der SD-Karte eine Datei "SSH" erstellen, um die SSH Funktion zu aktivieren. Raspberrypi.com bietet mittlerweile einen Imager an, der das Image in einem Installationsprozess auf die SD-Karte schreibt. Dieser funktioniert sowohl auf Linux als auch auf Windows und Mac Systemen.

Software:

Den Raspberry Pi starten und mit dem Internet verbinden. Über SSH mit dem Raspberry Pi verbinden und das Betriebssystem Updaten. Für den Betrieb des Spieles wird ein Webserver inklusive SQL-Server benötigt, der die Webseite hostet sowie ein Webbrowser, der sie anzeigt. Wenn alles installiert ist, kann das Spiel auf dem Webserver installiert werden. Dazu den Inhalt des Spieles nach /var/www/html/ verschieben.

SQL-server konfigurieren:

Über den Webbrowser kann nun auf phpMyAdmin des Raspberry Pi zugegriffen werden.
Dazu http://<raspberrypi-IP>/phpmyadmin aufrufen und mit den in der mariadb Installation angegebenen Benutzer root und Passwort anmelden.
Nun wird ein neuer Benutzer für die Webseite erstellt. In der Waagrechten Navigationsleiste auf Benutzerkonten klicken und unter Neu auf "Benutzerkonto hinzufügen" klicken. Die Textfelder wie in der folgenden Grafik ausfüllen und bei "Erstelle eine Datenbank mit gleichem Namen und gewähre alle Rechte." ein Haken setzen.

Nun sollte eine neue Datenbank mit dem Namen "slotmachine" im linken Menü erscheinen.
Nach einem Klick auf diese kann im oberen Menü "SQL" ausgewählt werden.
Mit dem folgenden Befehlt wird die SQL-Tabelle erstellt. Damit das Spiel funktioniert, muss der erste Eintrag manuell eingetragen werden. Als Startguthaben wird 100$ gutgeschrieben. Dazu nochmal auf "SQL" klicken und folgenden Befehl eingeben: Somit ist die SQL Datenbank vorbereitet.
Das Spiel muss jedoch noch die gerade erstellten Serverdaten erhalten. Dafür nochmal über SSH auf dem Raspberry Pi aufschalten. Mit folgendem Befehl die SQL-Konfigurationsdatei öffnen. Der auf phpMyAdmin erstellte Benutzer in die jeweiligen Felder eintragen. Mit ctrl-o speichern und mit ctrl-x schliessen.
Als letztes wird ein Autostart Eintrag erstellt, der das Spiel nach dem Hochfahren des Systems automatisch im Vollbild Modus startet. Im geöffneten Editor als letzte Zeile folgenden Eintrag einfügen: Ebenfalls abspeichern und schliessen und das System mit sudo reboot neu starten.
Nach dem Neustart wird das Spiel gestartet und kann verwendet werden. Über die Internetadresse http://<raspberrypi-IP>/slot kann das Spiel auf dem Computer oder auf dem Smartphone gestartet werden.

Auszahlungsquotient:

Die Gewinnchancen von Einarmigen Banditen in Casinos hängt nicht vom Glück ab, sondern sind Mathematisch berechnet. Im Casino werden die Automaten so eingestellt, dass das Casino Gewinn erzielen kann. Der Spieler soll Geld verlieren ohne es zu bemerken und gleichzeitig den Spielspass und die Hoffnung auf den grossen Gewinn behalten.
Dazu wird ein sogenannter Auszahlungsquotient berechnet. Er beschreibt wieviel des eingesetzten Geldes der Spieler zurückgewinnt. Ist der Quotient über eins (grösser 100%), verliert das Casino auf lange Sicht Geld. Ist der Quotient unter eins (kleiner 100%), verliert der Spieler auf lange Sicht Geld. In Casinos sind Auszahlungsquotienten um 90% üblich. Quelle
Da es sich um ein Glücksspiel ohne Geldeinsatz handelt, soll der Auszahlungsquotienten leicht über eins liegen.

Auszahlungsquotient berechnen:

Der Auszahlungsquotient berechnet sich mit der folgenden Formel:

Kosten:

Für die Berechnung der Kosten wird angenommen, dass nur das 1$ Spiel gespielt wird. Daher sind die Kosten um alle Kombinationen einmal zu spielen genau die Anzahl aller Kombinationen. Auf jedem Reel sind 25 Zeichen. Somit gibt es auf jedem Reel 25 Mögliche Ausgänge. Da es 3 Reels gibt, werden die Möglichkeiten miteinander Multipliziert.

Somit kostet es 15'625$ um alle Kombinationen ein Mal zu spielen.

Ausschüttung:

Die Ausschüttung zu berechnen ist etwas schwieriger. Dazu muss die Wahrscheinlichkeit der verschiedenen Kombinationen ermittelt werden.
Welches Zeichen angezeigt wird, wird mit einem Pseudo Zufalls Generator ermittelt. Jede Position hat somit dieselbe Wahrscheinlichkeit angezeigt zu werden. Daher kann für die Berechnung der Häufigkeit ein Laplace-Experiment verwendet werden.

Wendet man die Formel auf die verschiedenen Zeichen der Reels an, ergibt sich folgende Tabelle:

Zeichen	Reel 1	p(1)	Reel 2	p(2)	Reel 3	p(3)
Seven	2	8%	2	8%	2	8%
Bar	3	12%	3	12%	2	8%
Diamond	3	12%	4	16%	3	12%
Gold	4	16%	3	12%	6	24%
Bell	6	24%	6	24%	3	12%
Lemon	5	20%	6	24%	6	24%
Cherry	2	8%	1	4%	0	0%
Clover	0	0%	0	0%	3	12%
TOTAL	25	100%	25	100%	25	100%

Um zu gewinnen benötigt der Spieler drei gleiche Zeichen. Um den Spielspass zu wahren gibt es die Kirsche, die auf jeden Fall einen Gewinn erzielt.

Um die Chancen auf die verschiedenen Gewinne zu ermitteln, werden die Wahrscheinlichkeiten miteinander Multipliziert. Die ermittelte Gewinnchance wird mit der Anzahl Kombinationen multipliziert. Daraus ergibt sich die Häufigkeit, in der die Gewinnkombination vorkommt.
Multipliziert man die Häufigkeit mit der Gewinnausschüttung für jede Kombination mit dem Preisgeld und addiert die Gewinne zusammen, erhält man die Ausschüttung.

Daraus ergibt sich folgende Tabelle:

Kombination	p(1)	p(2)	p(3)	p(1,2,3)	Häufigkeit	Preisgeld	Gewinn
Seven,Seven,Seven	8%	8%	8%	0,05%	8	200$	1'600$
Bar,Bar,Bar	12%	12%	8%	0,12%	18	100$	1'800$
Diamond,Diamond,Diamond	12%	16%	12%	0,23%	36	50$	1'800$
Gold,Gold,Gold	16%	12%	24%	0,46%	72	25$	1'800$
Bell,Bell,Bell	24%	24%	12%	0,69%	108	20$	2'160$
Lemon,Lemon,Lemon	20%	24%	24%	1,15%	180	10$	1'800$
Cherry,Cherry,ANY	8%	4%	100%	0,32%	50	5$	250$
Cherry,ANY,ANY	8%	96%	100%	7,68%	1200	3$	3'600$
ANY,Cherry,ANY	92%	4%	100%	3,68%	575	3$	1'725$
TOTAL				14,38%	2247		16'535$

Somit ergibt sich eine Ausschüttung von 16'535$.
Ebenfalls interessant ist die Summe aller Wahrscheinlichkeiten. Sie besagt, dass bei jedem versuch eine 14,3% Chance besteht zu gewinnen. Dies entspricht etwa einem Gewinn nach jedem siebten Spiel.

Auszahlungsquotient Simulieren:

Mit den berechneten Werten lässt sich ein Auszahlungsquotient von 105,8% folgern. Da die Software digital läuft, kann der Auszahlungsquotient auch simuliert werden. Dazu wurde eine Statistik zu jeweils 100'000 simulierten Spielen erhoben:

Games Played	Start-credits	end-credits	returnvalue	wins	looses	win-ratio
100'000	100	7387	107%	14217	85783	17%
100'000	100	7874	107%	14486	85514	17%
100'000	100	5454	105%	14392	85688	17%
100'000	100	5337	105%	14332	85668	17%
100'000	100	10085	109%	14352	85648	17%
100'000	100	2381	102%	14865	85935	16%
100'000	100	5454	105%	14392	85688	17%
100'000	100	4939	104%	14399	85601	17%
100'000	100	5146	105%	14205	85795	17%
100'000	100	5002	104%	14277	85723	17%

Der simulierte Auszahlungsquotient liegt zwischen 102 und 109%. Dies bestätigt, dass der Auszahlungsquotient tatsächlich um 105% liegt.
Die Win-ratio stimmt jedoch nicht mit unserer Berechnung überein, liegt jedoch sogar höher als erwartet.