Dasar-Dasar Pemrograman Arduino

Arduino merupakan papan sirkuit terbuka yang sederhana namun sangat fleksibel dan sangat mudah digunakan. Arduino dapat membantu Anda mempelajari konsep elektronika dasar dan memrogram mikrokontroler. Dibangun di atas ide keterbukaan, Arduino dapat dimodifikasi dan diciptakan kembali untuk memenuhi segala kebutuhan Anda. Arduino yang murah meriah dan sederhana ini memiliki komponen utama berupa mikrokontroler Atmel AVR yang dapat dengan mudah diberi instruksi untuk mengendalikan pin-pin input dan outputnya sesuai kebutuhan. Dengan begitu, Anda dapat membuat berbagai proyek interaktif dan sangat berguna dengan kombinasi antara papan Arduino, sensor, actuator, dan komponen elektronika lainnya.

Pada tulisan kali ini, pembahasan difokuskan pada stuktur dasar, variabel dan tipe data, juga kontrol alur.

Struktur Dasar

Pemrograman Arduino terdiri dari empat struktur utama, yakni: Header, Deklarasi, Setup, dan Loop.

Header

Dalam pemrograman menggunakan Arduino IDE, header-file berfungsi untuk menyertakan library yang diperlukan dalam program. Library-library dasar dalam pemrograman bahasa C, seperti stdio.h, stdlib.h, math.h, dan sebagainya, sudah tersedia secara otomatis dalam Arduino IDE. Dengan demikian, Anda tidak perlu secara manual memanggil library-library dasar ini dalam bagian header-file Anda.

Arduino IDE secara otomatis mengimpor library-library dasar ini di belakang layar, sehingga Anda dapat langsung menggunakan fungsi-fungsi standar yang ada di dalamnya tanpa harus menulis kode ekstra. Misalnya, Anda dapat langsung menggunakan fungsi-fungsinya.

Cara memanggil library adalah sebagai berikut:

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Wire.h>

Dimana pada dua baris program tersebut memanggil library LiquidCrystal_I2C dan Wire.

Deklarasi Variabel

Dalam konteks pemrograman, deklarasi variabel yang dimaksud adalah deklarasi variabel global. Variabel global adalah variabel yang dapat digunakan di seluruh bagian program. Selain variabel global, terdapat juga variabel lokal yang dideklarasikan di awal setiap fungsi atau prosedur tempat variabel tersebut digunakan.

Dalam hal ini, deklarasi variabel global terletak pada bagian program di mana variabel tersebut ingin digunakan. Di sisi lain, deklarasi variabel lokal terjadi di awal setiap fungsi atau prosedur tempat variabel tersebut akan digunakan. Dengan cara ini, variabel lokal hanya dapat diakses di dalam fungsi atau prosedur yang sesuai, sedangkan variabel global dapat diakses di seluruh program.

Berikut adalah contoh deklarasi variabel Global:

int ledPin = 13;
float sensorValue = 0.0;

Dalam contoh diatas, ledPin dideklarasikan sebagai integer dengan nilai 13, dan variabel sensorValue dideklarasikan sebagai float dengan nilai awal 0.0.

Sedangkan untuk deklarasi variabel lokal adalah sebagai berikut:

void setup() {
  // Deklarasi variabel lokal
  int buttonPin = 2;
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  
  // ...
}

void loop() {
  // Deklarasi variabel lokal
  float temperature = readTemperature();
  
  // ...
}

dalam contoh diatas, variabel buttonPin dideklarasikan sebagai integer dan hanya dapat diakses di dalam fungsi setup(). Sedangkan variabel temperature dideklarasikan sebagai float dan hanya diakses dalam fungsi loop.

Deklarasi variabel di Arduino mengikuti sintaksis yang sama dengan pemrograman dalam bahasa C atau C++. Anda dapat menggunakan tipe data yang sesuai seperti int, float, char, boolean, dan sebagainya, diikuti oleh nama variabel yang Anda buat.

Setup

Fungsi setup() adalah salah satu funsi yang wajib ada dalam program Arduino. Fungsi ini akan dieksekusi hanya satu kali saat mikrokontroler Arduino pertama kali dinyalakan atau di-reset. Tujuan utama dari fungsi setup() adalah melakukan inisialisasi awal pada mikrokontroler dan mengatur pengaturan awal yang diperlukan sebelum program utama dimulai.

Berikut adalah beberapa poin penting tentang fungsi setup() pada Arduino:

1. Deklarasi dan konfigurasi Pin – Di dalam fungsi setup(), Anda dapat mendeklarasikan dan mengkonfigurasi pin-pin yang akan digunakan oleh mikrokontroler. Hal ini dilakukan dengan menggunakan fungsi seperti pinMode(), digitalWrite(), atau analogReference().
2. Inisialisasi Variabel dan Periferal – Fungsi setup() juga digunakan untuk melakukan inisialisasi variabel-variabel dan periferal-periferal yang akan digunakan dalam program. Misalnya, Anda dapat menginisialisasi variabel, mengatur kecepatan komunikasi Serial, atau mengkonfigurasi modul sensor.
3. Pengaturan Awal – Fungsi setup() juga digunakan untuk melakukan pengaturan awal yang diperlukan sebelum program utama dimulai. Misalnya, Anda dapat mengatur kecepatan baut atau konfigurasi jaringan WiFi.
4. Hanya Dijalankan Sekali – Fungsi setup() hanya dieksekusi satu kali saat mikrokontroler dinyalakan atau di-reset. Setelah itu, kontrol program akan beralih ke fungsi loop() yang akan dijalankan secara berulang.

Berikut adalah contoh sederhana fungsi setup() dalam program Arduino:

void setup() {
  // Inisialisasi pin sebagai output
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

  // Konfigurasi kecepatan komunikasi Serial
  Serial.begin(9600);

  // Mengatur nilai awal variabel
  int sensorValue = 0;

  // Pengaturan awal lainnya...
}

Dalam contoh di atas, fungsi setup digunakan untuk mengatur pin LED_BUILTIN sebagai output, mengatur kecepatan komunikasi Serial menjadi 9600 baud, menginisialisasi variabel sensorValue, dan melakukan pengaturan awal lainnya sesuai kebutuhan program. Setelah fungsi setup() selesai dieksekusi, kontrol program akan beralih ke fungsi loop().

Loop

Fungsi loop() adalah fungsi yang terus-menerus dijalankan dalam program Arduino setelah fungsi setup() selesai dieksekusi. Fungsi ini berperan sebagai inti atau “loop” utama dari program Arduino. Setelah fungsi setup() selesai, kontrol program akan terus berulang di dalam fungsi loop(), menjalankan instruksi-instruksi yang ada di dalamnya.

Berikut ini adalah beberapa poin penting tentang fungsi loop() pada Arduino:

1. Perulangan Terus Menerus – Fungsi loop() berperan dalam menjalankan kode secara berulang tanpa henti. Setelah instruksi-instruksi di dalamnya selesai dieksekusi, program akan kembali ke awal fungsi loop() dan menjalankan instruksi lagi, menciptakan efek perulangan yang terus berlanjut.
2. Eksekusi Instruksi Utama – Instruksi-instruksi yang ada di dalam fungsi loop() merupakan bagian inti dari program Arduino. Di sinilah Anda menuliskan logika utama program, seperti membaca sensor, mengendalikan perangkat keras, melakukan perhitungan, atau mengambil keputusan berdasarkan kondisi tertentu.
3. Responsif Terhadap Input – Fungsi loop() memungkinkan program Arduino untuk merespons input dan situasi yang terus berubah. Anda dapat membaca input dari tombol atau sensor, memeriksa kondisi tertentu, dan mengambil tindakan berdasarkan input tersebut di dalam fungsi loop().
4. Kontrol Program – Fungsi loop() memberikan kendali utama terhadap jalannya program. Anda dapat menggunakan struktur kontrol seperti if-else, while, for, dan sebagainya di dalam fungsi loop() untuk mengatur alur eksekusi program berdasarkan kondisi dan kebutuhan program.

Berikut ini adalah contoh sederhana fungsi loop() dalam program Arduino:

void loop() {
  // Membaca input dari sensor
  int sensorValue = analogRead(A0);

  // Mengubah nilai input menjadi output
  int mappedValue = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(LED_BUILTIN, mappedValue);

  // Menunda eksekusi program
  delay(100);
}

Kesimpulan

Program Arduino memiliki struktur yang baku. Untuk bisa berjalan, perintah-perintah harus disimpan dalam struktur yang benar agar dapat dimengerti oleh perangkat. Struktur dasar program Arduino terdiri dari:

1. Header – Untuk memanggi library.
2. Deklarasi Variabel – Untuk mendeklarasikan jenis variabel maupun fungsinya.
3. Setup – Untuk membuat program yang akan dijalankan satu kali diawal.
4. Loop – Untuk membuat program yang akan dijalankan berulang kali selama Arduino masih menyala.

Dalam artikel ini, kami telah membahas dasar-dasar Arduino, memberikan pemahaman tentang struktur program Arduino, deklarasi variabel, fungsi setup(), dan fungsi loop(). Arduino adalah platform yang kuat untuk mengembangkan proyek-proyek elektronik, dan pemahaman tentang dasar-dasarnya merupakan fondasi yang penting untuk menguasai Arduino.

Dalam pembahasan mengenai struktur program Arduino, kami menjelaskan bahwa program Arduino terdiri dari beberapa bagian penting, termasuk header, deklarasi variabel, fungsi setup(), dan fungsi loop(). Setiap bagian memiliki peran khusus dalam menjalankan program dan berinteraksi dengan mikrokontroler.

Pembahasan ini adalah bekal sebelum mempelajari lebih mendalam mengenai Arduino.