Bab 5 Program Arduino Anda Yang Pertama Bab ini : Menuntun Anda membuat sketch HelloWorld Menjelaskan diagram alir pemrograman HelloWorld Menjelaskan cara memprogram Arduino Menjalankan sketch HelloWorld di simulator Seperti halnya bahasa pemrograman lain, pembelajaran pemrograman Arduino yang pertama dimulai dari program yang sederhana sebagai pemanasan untuk belajar bab-bab selanjutnya. Hal ini dilakukan pula untuk menguji apakah lingkungan pemrograman Anda (aplikasi, instalasi driver, settingan, dll) dalam komputer/laptop sudah terinstal dengan baik. Bagi pembaca yang benar-benar baru dalam dunia Arduino, ada baiknya untuk tetap mengikuti seluruh petunjuk dalam bab ini untuk membangun dasar pemahaman Anda terhadap pemrograman Arduino. 95
Program pertama ini dinamakan HelloWorld.ino, yakni sebuah program (sketch) sederhana yang menampilkan output sebuah string Hello World. Berhubung yang akan kita pelajari adalah sebuah sistem mikrokontroller yang bekerja mandiri dan tidak memiliki tampilan (display) sendiri, maka program helloworld.ino ini akan menampilkan string ke komputer/laptop Anda melalui port serial sehingga Anda dapat melihat secara visual apakah program sudah berjalan dengan benar atau belum. Jadi dalam hal ini, komputer/laptop Anda akan berfungsi sebagi tampilan bagi Arduino. Sebagai ilustrasi, berikut adalah gambar diagram bloknya. Arduino Tampilan (laptop/pc) Komunikasi serial Gambar 5.1. Diagram blok sketch HelloWorld Langkah berikutnya adalah membuat diagram alir pemrograman untuk memudahkan pembuatan program/sketch. Berikut ini adalah rancangan diagram alir pemrograman HelloWolrd.ino : Start Kirim string Hello World melalui port serial End Gambar 5.2. Diagram alir sketch HelloWorld 96
Penjelasan singkat sketch HelloWorld.ino berdasarkan diagram alir di atas : saat sketch pertama kali dieksekusi, program akan langsung mengirim string Hello World ke komputer/laptop Anda melalui port serial. Pengiriman string ini hanya dilakukan sekali dan setelah itu program akan berakhir. Untuk mulai membuat sketch berdasarkan desain program pada diagram blok dan diagram alir di atas, jalankan aplikasi IDE Arduino yang sudah diinstal seperti pada subbab 2.3. Tuliskan baris program seperti di bawah di sketch editor dan simpan dengan nama HelloWorld.ino melalui menu File Save (CTRL+S). Sketch ini juga dapat Anda temukan di CD pelengkap buku. Gambar 5.3. Tampilan sketch HelloWorld di IDE Arduino 97
[1]void setup() { [2] Serial.begin (9600); [3] Serial.println ("Hello World"); [4]} [5]void loop() { [6]} Penjelasan Sketch : Baris [1] s.d [4] : Sebenarnya merupakan blok untuk inisialisasi program. Pada blok ini semua baris program hanya dieksekusi satu kali. Pada baris [2] port serial diinisialisasi dengan baudrate (9600), sedangkan pada baris [3], dikirim string Hello World melalui port serial ke komputer/laptop. Karena baris [3] ditulis di blok void setup(), maka baris ini hanya akan dieksekusi sekali setiap program mulai berjalan dan sudah sesuai dengan desain di diagram alir di atas. Baris [5] dan [6] : Sebenarnya merupakan program utama, namun karena tidak ada satupun baris program di dalam void loop(), mikrokontroller hanya akan terus berputar-putar dalam loop tanpa mengeksekusi fungsi apapun. Hasil dari sketch di atas secara keseluruhan adalah Arduino akan satu kali mengirim string Hello World ke komputer/laptop sesaat setelah program dijalankan, dan selanjutnya Arduino seakan-akan berhenti beroperasi walaupun sebenarnya yang terjadi adalah tetap mengeksekusi void loop(). Berikutnya, kita akan mencoba mengimplementasikan sketch HelloWorld.ino melalui simulator dan papan Arduino. 98
5.1. HelloWorld.ino dengan simulator Sebelum mengaplikasikan sketch pada papan Arduino, ada baiknya kita coba menjalankan sketch di simulator terlebih dahulu. Nantinya Anda akan dapat melihat bagaimana baris program sketch dieksekusi satu persatu dan bagaimana hasilnya. Langkah pertama, jalankan aplikasi Simulator for Arduino dan unggah sketch HelloWorld.ino yang tadi Anda simpan (atau dari CD). Tunggu beberapa saat sampai sketch terlihat di kotak sketch viewer dan siap dijalankan. Sebagai langkah awal pembelajaran, sebaiknya Anda tidak langsung menjalankan sketch dengan menekan tombol, melainkan tombol (step into) agar proses pengeksekusian baris demi baris program sketch dapat Anda lihat dengan jelas beserta efek yang dihasilkan. Berikut ini adalah langkah-langkahnya : Saat pertama kali selesai mengunggah sketch HelloWorld.ino Gambar 5.4. Sketch HelloWorld di simulator Arduino 99
Saat tombol step into ditekan. Perhatikan akan muncul jendela input/output yang muncul sebagai akibat dari pengeksekusian baris Serial.begin (9600);. Jendela ini berisi informasi data port analog (A0 A5) dan port serial Arduino. Gambar 5.5. Jendela input/output di simulator Arduino Penekanan tombol step into berikutnya akan mengeksekusi Serial.println ("Hello World");. Efek dari pengeksekusian baris program ini adalah tertampilnya string Hello World di jendela Input-Output 100
Gambar 5.6. Tulisan Hello World di jendela input/output Program kemudian akan masuk ke blok void loop() setelah penekanan tombol step into berikutnya. Karena dalam blok ini tidak ada baris program satupun maka tidak ada efek dihasilkan. Selanjutnya program akan terus berputar-putar dalam blok void loop() walaupun tidak mengeksekusi apapun. Setelah menjalankan sketch secara bertahap dan manual, sekarang cobalah mengeksekusi sketch secara keseluruhan dan otomatis agar Anda tahu bedanya. Tekan tombol (Reset) untuk menset agar sketch dieksekusi dari awal. Selanjutnya tekan tombol (Run) untuk langsung menjalankan sketch secara keseluruhan. Kemudian perhatikan efeknya, yakni pengiriman string Hello World sekali saja di jendela Input-Output (sudah sesuai dengan desain program). 101
5.2. HelloWorld.ino dengan papan Arduino Setelah Anda memahami sketch HelloWorld.ino melalui simulator, kini saatnya untuk mencobanya pada papan Arduino. Penulis anggap Anda sudah memiliki papan Arduino, minimal tipe Uno beserta kabel USB-nya (USB tipe B, seperti kabel USB untuk printer). Sebagai persiapan supaya percobaan implementasi sketch HelloWorld.ino sukses pada papan Arduino Uno, aplikasi IDE Arduino dan driver harus sudah terinstal dengan baik sehingga proses pengunggahan sketch dari komputer/laptop ke papan Arduino dapat berjalan dengan lancar. Gambar 5.7. Arduino Uno dan kabel USB tipe B Langkah-langkah percobaan : 1. Pasang kabel USB ke komputer/laptop Anda dan ke papan Arduino 2. Buka aplikasi IDE Arduino 3. Buka sketch HelloWorld.ino ke aplikasi IDE Arduino melalui menu File Open 4. Pastikan settingan port serial sudah sesuai dengan port COM Arduino melalui menu Tools Serial Port (port COM Arduino 102
dapat Anda lihat di jendela Control Panel System Device Manager) 5. Pastikan settingan papan target sesuai dengan papan Arduino yang Anda gunakan melalui menu Tools Board. Jika Anda menggunakan papan Arduino Uno, pilihlah opsi Arduino Uno pada menu Tools Board 6. Selanjutnya, unggah sketch HelloWorld.ino ke papan Arduino dengan menekan tombol (CTRL+U). Pastikan tidak error saat mengunggah sketch dengan melihat tulisan di kotak debug bagian bawah. Jika ada tulisan Done uploading berarti sketch sukses diunggah ke papan Arduino. Setelah berhasil mengunggah sketch HelloWorld.ino ke papan Arduino, berikutnya adalah menguji sketch apakah sudah berjalan sesuai desain program ataukah belum. Cara pengujian sketch HelloWorld.ino di papan Arduino adalah sebagai berikut : 1. Pastikan kabel USB tetap terhubung antara komputer dengan papan Arduino, karena melalui kabel USB inilah komunikasi secara serial akan terjalin antar kedua perangkat. Komunikasi serial melalui port USB dimungkinan karena driver USB (yang diinstal saat instalasi IDE Arduino) telah menciptakan port serial virtual. 2. Melalui aplikasi IDE Arduino, buka fitur monitoring port serial melalui menu Tools Serial Monitor. Setelah jendela Serial Monitor terbuka, pastikan settingan baudrate yang tertampil di pojok kanan bawah jendela adalah 9600 agar dapat berkomunikasi dengan papan Arduino 3. Saat Anda mengaktifkan jendela Serial Monitor komunikasi serial dengan papan Arduino akan langsung aktif. Dengan demikian tulisan Hello World seharusnya juga sudah tertampil 103
di jendela. Anda dapat menekan tombol Reset di papan Arduino untuk memastikan sketch dieksekusi dari awal dan melihat efek yang dihasilkan di jendela Serial Monitor. Perhatikan bahwa sesaat setelah Anda menekan tombol reset, ada string Hello World yang masuk ke komputer Anda dari papan Arduino melalui kabel USB, dan ditampilkan di jendela Serial Monitor. Gambar 5.8. Tampilan HelloWorld.ino di jendela Serial Monitor Selamat, Anda telah berhasil memprogram mikrokontroller dalam papan Arduino dengan sukses. Dalam contoh di atas, Anda telah belajar bagaimana menyetting aplikasi, menjalankannya, dan menganalisa hasilnya. Anda juga telah belajar bagaimana menulis program/sketch berdasarkan diagram blok dan diagram alir dan bagaimana menyiapkan perangkat keras (papan Arduino dan komponen pendukungnya) untuk menunjang kegiatan pemrograman Anda. 104
Kesimpulan Beberapa poin penting dari eksperimen program/sketch Arduino Anda yang pertama ini adalah : 1. Biasakan membuat diagram blok dan diagram alir sebelum menulis program agar saat pemrograman Anda dapat lebih terarah. 2. Pemrograman dalam Arduino terdapat dua blok utama yakni void setup() yang digunakan untuk menginisialisasi (settingan awal) kebutuhan program dan void loop() yang merupakan program utama yang terus menerus dieksekusi secara berulang. Walaupun misalnya tidak ada satupun baris program di dalam blok tersebut, reserve word void setup() dan void loop() harus tetap ditulis sebagai kelengkapan sebuah sketch utuh. 3. Pada Arduino, inisialisasi port serial mutlak diperlukan pada blok void setup(), dengan parameter baudrate disesuaikan dengan kebutuhan. 4. Pemahaman dan penguasaan fungsi-fungsi dalam lingkup pemrograman Arduino mutlak diperlukan agar program Anda dapat berjalan di papan Arduino 5. Penguasaan perangkat keras juga mutlak diperlukan agar program yang sudah dibuat dapat berjalan sesuai perancangan program. Sebagai penutup bab ini, sekaligus untuk menguji pemahaman Anda, cobalah memodifikasi sketch HelloWorld.ino di atas dengan memindahkan baris program Serial.println ("Hello World"); dari blok void setup() ke blok void loop(). Kemudian amati efek yang dihasilkan baik menggunakan aplikasi simulator maupun menggunakan papan Arduino. Dari eksperimen ini penulis yakin Anda akan semakin paham 105
terhadap perbedaan antara pengeksekusian baris program yang ada di blok void setup() dan void loop(). 106