> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://weenslab.gitbook.io/pages/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://weenslab.gitbook.io/pages/proyek-arduino/pelatihan-mikrokontroler-arduino-esp32/bab-3-pengenalan-bahasa-c.md).
# Bab 3 Pengenalan Bahasa C
## 1. Pengenalan Board
Pada bagian ini, kita akan belajar mengenai board yang akan kita gunakan yaitu DOIT ESP32 DevKit v1 seperti pada Gambar 1. Kita akan menggunakan board berbasis ESP32 karena board ini memiliki peripheral yang cukup lengkap, sudah tersedia Wi-Fi dan Bluetooth, serta harganya yang cukup terjangkau.
Gambar 1. DOIT ESP32 DevKit v1
Berikut ini merupakan spesifikasi ESP32 yang akan kita gunakan:
* **Jumlah CPU core**: 2
* **Arsitektur CPU**: 32-bit
* **Clock frequency**: up to 240 MHz
* **SRAM**: 320 KB
* **Flash memory**: 4 MB
* **Wireless connectivity**: Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.2
* **Peripheral**: GPIO, Timer, PWM, UART, SPI, I2C, ADC, DAC, dll.
* **Pins**: 30 atau 36 tergantung versi board
* **I/O voltage**: 3.3 V
Gambar 2 menampilkan pin pada board DOIT ESP32 DevKit v1 (versi 30 pins). Pin-pin pada board ini memiliki tegangan kerja 3.3 V. Pin-pin tersebut dapat dikonfigurasi sebagai output, input, atau fungsi dari peripheral seperti UART, I2C, SPI, ADC, dll. Konfigurasi tersebut dilakukan di kode yang kita buat.
## 2. Struktur Program
Pada bagian ini, kita akan mempelajari struktur program Arduino. Dalam pemrograman Arduino, file kode C yang buat disebut juga “sketch”. Dalam pemrograman dasar C, kita mengenal fungsi `main()` sebagai fungsi utama yang dipanggil, tetapi pada sketch Arduino terdiri dari dua fungsi utama yaitu `setup()` dan `loop()` seperti pada kode berikut ini.
```arduino
void setup()
{
}
void loop()
{
}
```
Fungsi `setup()` dipanggil hanya satu kali ketika board dinyalakan atau di-reset. Fungsi ini digunakan untuk inisialisasi variable, pin, library, dll. Fungsi `loop()`, sesuai dengan namanya, fungsi ini akan dijalankan terus menerus sampai board dimatikan atau di-reset. Fungsi ini digunakan untuk membuat fungsionalitas dari program yang kita inginkan.
## 3. Tipe Data
Tipe data digunakan untuk deklarasi variable yang akan berisi data kita. Tipe data akan menentukan berapa banyak memori yang diperlukan dan bagaimana bit-bit yang tersimpan dalam memori tersebut akan diinterpretasikan.
Berikut ini merupakan tipe data yang biasa digunakan pada Arduino:
* **boolean** (8 bit): logika true atau false.
* **byte** (8 bit): unsigned number dari 0 sampai 255.
* **char** (8 bit): signed number dari −128 sampai 127. Biasanya digunakan untuk menyimpan karakter ASCII.
* **unsigned char** (8 bit): sama seperti tipe data 'byte'.
* **word** (16 bit): unsigned number dari 0 sampai 65535
* **unsigned int** (16 bit): sama seperti tipe data 'word'.
* **int** (16 bit): signed number dari −32768 sampai 32767. Merupakan tipe data yang paling sering digunakan pada sketch Arduino.
* **unsigned long** (32 bit): unsigned number dari 0 sampai 4.294.967.295. Biasanya digunakan untuk menyimpan nilai waktu dalam milliseconds dari fungsi millis().
* **long** (32 bit): signed number dari −2.147.483.648 sampai 2.147.483.647.
* **float** (32 bit): signed number dari −3.4028235×1038 sampai 3.4028235×1038.
Tipe signed dapat menyimpan angka positif dan negatif, tetapi tipe unsigned hanya bisa menyimpan angka positif.
## 4. Variable
Variable merupakan nama yang diberikan ke lokasi memori tempat menyimpan data kita. Variable kita buat dengan menentukan tipe datanya terlebih dahulu. Nama variable dapat terdiri dari huruf, angka, dan karakter underscore. Nama variable harus dimulai dari huruf atau underscore, tidak bisa dimulai dengan angka. Dalam bahasa C, huruf besar (kapital) dan huruf kecil itu dianggap berbeda (case sensitive).
Salah satu hal yang perlu dipahami saat membuat variable yaitu variable scope. Ada dua jenis variable scope yaitu local variable dan global variable. Local variable merupakan variable yang dideklarasikan di dalam sebuah fungsi. Variable tersebut hanya bisa digunakan di dalam fungsi tersebut. Contoh deklarasi local variable dapat dilihat pada kode berikut ini.
```arduino
void setup()
{
}
void loop()
{
int x = 1; // local variable
}
```
Global variable merupakan variable yang dideklarasikan di luar semua fungsi, biasanya di bagian atas program. Global variable dapat diakses dari semua fungsi. Contoh deklarasi global variable dapat dilihat pada kode berikut ini.
```arduino
float f = 0.25; // global variable
void setup()
{
}
void loop()
{
int i = 1; // local variable
}
```
## 5. Operator
Operator merupakan simbol yang berfungsi untuk melakukan operasi matematika atau logika. Bahasa C memiliki banyak operator yang dapat dikelompokkan menjadi beberapa bagian:
* Arithmetic operator
* Comparison operator
* Boolean operator
* Bitwise operator
* Compound operator
### 5.1. Arithmetic Operator
Arithmetic operator banyak digunakan untuk membuat perhitungan matematika. Asumsikan kita memiliki dua variable, `a` bernilai `1` dan `b` bernilai `2`, maka:
| Operator | Nama | Penjelasan | Contoh |
| -------- | ----------- | -------------------------------------------------------------------------------- | --------------------------------------- |
| `=` | assignment | Menyimpan nilai variable sebelah kanan tanda = ke variable sebelah kiri tanda =. | `a=b`, maka `a` akan bernilai `2` |
| `+` | penjumlahan | Menjumlahkan dua buah variable. | `a+b`, maka akan memberikan hasil `3` |
| `-` | pengurangan | Mengurangkan variable pertama dengan variable kedua. | `a-b`, maka akan memberikan hasil `−1` |
| `*` | perkalian | Mengalikan dua buah variable. | `a*b`, maka akan memberikan hasil `2` |
| `/` | pembagian | Membagi variable pertama dengan variable kedua. | `a/b`, maka akan memberikan hasil `0.5` |
| `%` | modulo | Mencari sisa pembagian variable pertama dengan variable kedua. | `a%b`, maka akan memberikan hasil `1` |
### 5.2. Comparison Operator
Comparison operator banyak digunakan untuk membuat kondisi pada if atau loop statement. Asumsikan kita memiliki dua variable, `a` bernilai `1` dan `b` bernilai `2`, maka:
| Operator | Nama | Penjelasan | Contoh |
| -------- | ---------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------ |
| `==` | sama dengan | Mengecek apakah dua buah variable bernilai sama. Jika sama maka akan memberikan hasil true. | `a==b`, maka akan memberikan hasil `false` |
| `!=` | tidak sama dengan | Mengecek apakah dua buah variable bernilai beda. Jika beda maka akan memberikan hasil true. | `a!=b`, maka akan memberikan hasil `true` |
| `<` | kurang dari | Mengecek apakah variable sebelah kiri kurang dari variable sebelah kanan. Jika ya maka akan memberikan hasil true. | `a` | lebih dari | Mengecek apakah variable sebelah kiri lebih dari variable sebelah kanan. Jika ya maka akan memberikan hasil true. | `a>b`, maka akan memberikan hasil `false` |
| `<=` | kurang dari atau sama dengan | Mengecek apakah variable sebelah kiri kurang dari atau sama dengan variable sebelah kanan. Jika ya maka akan memberikan hasil true. | `a<=b`, maka akan memberikan hasil `true` |
| `>=` | lebih dari atau sama dengan | Mengecek apakah variable sebelah kiri lebih dari atau sama dengan variable sebelah kanan. Jika ya maka akan memberikan hasil true. | `a>=b`, maka akan memberikan hasil `false` |
### 5.3. Boolean Operator
Boolean operator banyak digunakan untuk membuat kondisi pada if atau loop statement. Asumsikan kita memiliki dua variable, `a` bernilai `1` dan `b` bernilai `2`, maka:
| Operator | Nama | Penjelasan | Contoh |
| -------- | ---- | ---------------------------------------------------------------------------------------- | --------------------------------------------- |
| `&&` | and | Jika kedua variable bernilai bukan nol, maka akan memberikan hasil true. | `a&&b`, maka akan memberikan hasil `true` |
| `\|\|` | or | Jika salah satu dari kedua variable bernilai bukan nol, maka akan memberikan hasil true. | `a\|\|b`, maka akan memberikan hasil `true` |
| `!` | not | Untuk membalik nilai logika. Logika true menjadi false, dan sebaliknya. | `!(a&&b)`, maka akan memberikan hasil `false` |
### 5.4. Bitwise Operator
Bitwise operator banyak digunakan untuk memanipulasi bit-bit dalam sebuah variable. Asumsikan kita memiliki dua variable, `a` bernilai `6` dan `b` bernilai `12` serta jumlah bit pada kedua variable tersebut adalah 8-bit, maka:
| Operator | Nama | Penjelasan | Contoh |
| -------- | ----------- | -------------------------------------- | -------------------------------------------------------------------- |
| `&` | bitwise and | Operasi bit and antara kedua variable. | `a&b`, maka akan memberikan hasil `12` atau `00001100` dalam binary |
| `\|` | bitwise or | Operasi bit or antara kedua variable. | `a\|b`, maka akan memberikan hasil `14` atau `00001110` dalam binary |
| `^` | bitwise xor | Operasi bit xor antara kedua variable. | `a^b`, maka akan memberikan hasil `10` atau `00001010` dalam binary |
| `~` | bitwise not | Operasi bit not dari suatu variable. | `~a`, maka akan memberikan hasil `−7` atau `11111001` dalam binary |
| `<<` | shift left | Menggeser bit-bit ke sebelah kiri. | `a<<2`, maka akan memberikan hasil `24` atau `00011000` dalam binary |
| `>>` | shift right | Menggeser bit-bit ke sebelah kanan. | `a>>2`, maka akan memberikan hasil `1` atau `00000001` dalam binary |
### 5.5. Compound Operator
Compound operator merupakan operator yang biasa digunakan untuk mempersingkat penulisan kode agar lebih ringkas. Asumsikan kita memiliki dua variable, `a` bernilai `1` dan `b` bernilai `2`, maka:
| Operator | Nama | Penjelasan | Contoh |
| -------- | ----------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------- |
| `++` | increment | Menambahkan nilai integer 1 ke suatu variable. | `a++` akan memberikan hasil `2`. Equivalen dengan `a=a+1` |
| `--` | decrement | Mengurangkan nilai integer 1 dari suatu variable. | `b--` akan memberikan hasil `1`. Equivalen dengan `b=b+1` |
| `+=` | compound addition | Menjumlahkan dua buah variable, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a+=b` equivalen dengan `a=a+b` |
| `-=` | compound subtraction | Mengurangkan variable pertama dengan variable kedua, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a-=b` equivalen dengan `a=a-b` |
| `*=` | compound multiplication | Mengalikan dua buah variable, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a*=b` equivalen dengan `a=a*b` |
| `/=` | compound division | Membagi variable pertama dengan variable kedua, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a/=b` equivalen dengan `a=a/b` |
| `%=` | compound modulo | Mencari sisa pembagian variable pertama dengan variable kedua, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a%=b` equivalen dengan `a=a%b` |
| `&=` | compound bitwise and | Melakukan operasi bitwise and, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a&=b` equivalen dengan `a=a&b` |
| `\|=` | compound bitwise or | Melakukan operasi bitwise or, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a\|=b` equivalen dengan `a=a\|b` |
| `^=` | compound bitwise xor | Melakukan operasi bitwise xor, kemudian hasilnya disimpan pada variable sebelah kiri. | `a^=b` equivalen dengan `a=a^b` |
## 6. If Statement
Statement `if` digunakan untuk membuat keputusan berdasarkan beberapa kondisi yang mungkin terjadi. Jika salah satu kondisi tersebut terjadi, maka kode untuk kondisi tersebut akan dijalankan.
### 6.1. if
Statement `if` paling sederhana ditunjukan pada kode berikut ini. Jika `expression` bernilai `true`, maka kode di dalam blok tersebut akan dijalankan. Jika `expression` bernilai `false`, maka kode di dalam blok tersebut tidak akan dijalankan.
```arduino
if (expression)
{
// Kode dijalankan jika expression bernilai true
}
```
### 6.2. if...else
Statement `if...else` ditunjukan pada kode berikut ini. Jika `expression` bernilai `true`, maka kode di dalam blok `if` akan dijalankan. Sebaliknya, jika `expression` bernilai `false`, maka kode di dalam blok `else` yang akan dijalankan.
```arduino
if (expression)
{
// Kode dijalankan jika expression bernilai true
}
else
{
// Kode dijalankan jika expression bernilai false
}
```
### 6.3. if...else if...else
Statement `if...else if...else` ditunjukan pada kode berikut ini. Terdapat blok untuk kondisi `else if`. Blok `else if` ini bisa terdapat lebih dari satu.
* Jika `expression_1` bernilai `true`, maka kode untuk blok `expression_1` tersebut akan dijalankan.
* Jika `expression_2` bernilai `true`, maka kode untuk blok `expression_2` tersebut akan dijalankan.
* Jika `expression_1` dan `expression_2` bernilai `false`, maka kode untuk blok `el` yang akan dijalankan.
```arduino
if (expression_1)
{
// Kode dijalankan jika expression_1 bernilai true
}
else if (expression_2)
{
// Kode dijalankan jika expression_2 bernilai true
}
else
{
// Kode dijalankan jika semua expression bernilai false
}
```
## 7. Loop Statement
Loop statement berfungsi untuk melakukan perulangan dalam menjalankan suatu blok kode. Perulangan tersebut dijalankan selama kondisi bernilai `true`. Jika kondisi sudah bernilai `false`, maka perulangan akan dihentikan.
### 7.1. while
`while` statement akan menjalankan kode di dalam blok tersebut terus-menerus sampai kondisi expression bernailai `false`.
```arduino
while (expression)
{
// Kode terus dijalankan selama expression bernilai true
}
```
### 7.2. do...while
`do...while` statement mirip seperti `while` statement, tetapi pengecekan kondisi expression dilakukan di akhir setelah mejalankan kode blok satu kali. Sedangkan pada `while` statement pengecekan kondisi expression dilakukan di awal sebelum mejalankan kode blok.
```arduino
do
{
// Kode terus dijalankan selama expression bernilai true
}
while (expression)
```
### 7.3. for
`for` statement akan menjalankan kode blok sebanyak jumlah yang telah ditentukan. `for` statement berbeda dengan `while` dan `do...while` statement, karena jumlah perulangannya telah diketahui dari awal.
```arduino
for (initialize; control; increment or decrement)
{
// Kode dijalankan sebanyak jumlah yang ditentukan pada control.
}
```
## 8. Function
Function merupakan kode program yang dirancang untuk menyelesaikan suatu tugas tertentu. Function akan sangat berguna jika tugas tersebut perlu dilakukan berberapa kali di bagian kode yang berbeda, sehingga kita tidak perlu menuliskan kode tersebut berberapa kali. Kita hanya perlu menuliskan function tersebut satu kali, kemudian kita bisa panggil function tersebut berberapa kali di bagian kode yang berbeda.
```arduino
return_type function_name(argument_1, argument_2, ...)
{
// Kode program untuk menjalankan suatu tugas
}
```
Kode tersebut merupakan struktur dasar function pada pemrograman C yang terdiri dari:
* `function_name`: merupakan nama yang kita berikan untuk mengidentifikasi function tersebut.
* `argument_1, argument_2, ...`: merupakan input dari function tersebut.
* `return_type`: merupakan tipe data dari output function tersebut.
Di dalam kode blok tersebut berisi kode untuk melakukan suatu tugas. Misalkan fungsi untuk menghitung luas persegi panjang, maka input-nya adalah panjang dan lebar, sedangkan output-nya adalah luas.
