Arduino Değişkenler ve Veri Tipleri

Arduino programlamada değişkenler, program çalışırken ihtiyaç duyduğumuz bilgileri saklamak için kullanılır. Sensörlerden okunan değerler, LED’in açık veya kapalı olması, motorun çalışma hızı ve ekrana yazdırılacak metinler değişkenler aracılığıyla yönetilebilir.

Bu derste değişkenlerin ne olduğunu, nasıl tanımlandığını, değişken isimlendirme kurallarını ve Arduino’da sık kullanılan veri tiplerini öğreneceğiz.

Değişken Nedir?

Değişkenleri, arduino ram belleğinde veri saklamak için kullandığımız isimlendirilmiş alanlar olarak düşünebiliriz.

Örnek olarak arduinoyu bir dolap olarak düşünelim. Dolap içerisinde farklı şeyler saklayacağız. Bu dolabın rafları bizim ram belleğimiz olsun. Örneğin kum saklamak istersek bu kumu dolabın rafına öylece boşaltamayız. Öncelikle onu tutabilecek bir kaba ihtiyaç duyarız bu kabımız bizim değişkenimizdir.

Veri tipleri ise değişkenin içerisinde tutulabilecek malzeme tipimizdir. Örneğin kumu bez torba ile saklayabiliriz ancak aynı bez torbada su saklayamayız. Çünkü bez torba suyu tutmayacaktır. Bunun için plastik ya da cam şişeye ihtiyacımız var.

Tabi her değişken tanımlarken o değişkene de bir isim vermeliyiz, yani dolaba koyduğumuz her kabın üzerine bir etiket yapıştırarak içinde ne olduğunu belirtmek gibi.

Her maddenin bir boyutu olduğu gibi her değişkenin birde veri tutma kapasitesi var.

Bir değişken tanımlarken temel olarak iki bilgi belirtiriz:

Değişkenin veri tipi
Değişkenin adı

Değişkene ilk değerini tanımlama sırasında verebiliriz. Buna başlangıç değeri atama (ilklendirme) denir.

Örneğin:

int sicaklik = 25;

Bu satırda:

int : değişkenin veri tipidir.
sicaklik: değişkenin adıdır.
25 : değişkene atanan başlangıç değeridir.

Değişkeni başlangıçta değer vermeden de tanımlayabiliriz:

int sicaklik;

sicaklik = 25;

Ancak bu örnekteki gibi yerel değişkenleri, değerlerini okumadan önce mutlaka geçerli bir değerle başlatmalıyız.

Değişken İsimlendirme Kuralları

Değişken isimleri, programın okunabilirliğini artıracak şekilde seçilmelidir. Örneğin motorHizi ismi, x ismine göre değişkenin neyi temsil ettiğini daha iyi anlatır.

C++ tabanlı Arduino programlamada değişken isimleri için temel kurallar şunlardır:

İsimler rakamla başlayamaz ancak rakam içerebilir.
Harfler, rakamlar ve alt çizgi (_) kullanılabilir.
İsimlerde boşluk kullanılamaz.
C++ anahtar kelimeleri değişken adı olarak kullanılamaz.
Büyük ve küçük harfler farklı kabul edilir. Örneğin motorHizi ve MotorHizi farklı değişkenlerdir.

Türkçe karakterler ve diğer ASCII dışı karakterler konusunda derleyiciye ve araç zincirine bağlı farklılıklar olabileceğinden, taşınabilir kod yazmak için değişken isimlerinde İngilizce harfler kullanmak önerilir.

Doğru örnekler:

int motorHizi = 120;
int sensor_degeri = 450;
int pin2 = 7;

int motorHizi = 120;

int sensor_degeri = 450;

int pin2 = 7;

Yanlış örnekler:

int 2motor = 120;   // Rakamla başlayamaz
int motor hizi = 120; // Boşluk içeremez

1 2	int 2motor = 120; // Rakamla başlayamaz int motor hizi = 120; // Boşluk içeremez

Arduino’da Veri Tipleri

Veri tipi, bir değişkende hangi türden değerlerin tutulacağını ve bu değerlerin nasıl yorumlanacağını belirler.

Örneğin tam sayılar için int , ondalıklı sayılar için float , mantıksal durumlar için bool kullanabiliriz.

Arduino kartlarının işlemci mimarileri farklı olabildiği için bazı veri tiplerinin boyutları karttan karta değişebilir. Aşağıdaki örneklerde özellikle klasik Arduino Uno ve Arduino Due arasındaki farklara dikkat edilmelidir.

İşte arduino programlarken kullanacağımız değişkenler ve tutabildiği veri tipleri:

1. bool – Mantıksal Veri Tipi

bool veri true (doğru) veya false (yanlış) olmak üzere iki mantıksal değeri tutabilir. LED’in açık olup olmadığını, bir alarmın etkinliğini veya bir koşulun gerçekleşip gerçekleşmediğini takip etmek için kullanılabilir.

bool ledAcik = true;
bool alarmAktif = false;

1 2	bool ledAcik = true; bool alarmAktif = false;

Not: bool, mantıksal olarak iki değer taşısa da bellekte mutlaka bir bit yer kapladığı anlamına gelmez. Yaygın Arduino C++ uygulamalarında bir bayt kullanır.

2. char – Karakter Veri Tipi

Karakter türünde veri tipidir. char tipi değişken, tek bir karakteri veya küçük bir sayısal değeri saklamak için kullanılır.

char karakter = 'a';
char karakter2 = 'B';
char karakter3 = 99;

char karakter = 'a';

char karakter2 = 'B';

char karakter3 = 99;

Tek bir karakter tek tırnakla yazılır. Birden fazla karakterden oluşan metinler için çift tırnak kullanılır.

char harf = 'A';
char metin[] = "Arduino";

1 2	char harf = 'A'; char metin[] = "Arduino";

char değişken tipi genellikle bir bayttır. Ancak işaretli veya işaretsiz olması uygulamaya bağlı olabileceğinden, her kartta aynı sayısal aralığı sağladığı varsayılmamalıdır.

Ayrıca char, Unicode karakterleri genel olarak tek başına saklayan bir tür değildir. Türkçe karakterler gibi bazı karakterler UTF-8 kodlamasında birden fazla baytla temsil edilir.

3. byte – 8 Bitlik İşaretsiz Tam Sayı

Sayı türü değişken tipidir. Bir byte yani 8 bit işaretsiz tam sayı türünden verileri tutabilir. 0 ile 255 arasındaki sayıları tutmak için kullanılır.

byte seviye = 0;
byte pwmDegeri = 128;
byte maksimum = 255;

byte seviye = 0;

byte pwmDegeri = 128;

byte maksimum = 255;

byte, özellikle 8 bitlik değerlerle çalışırken kullanışlıdır.

Örneğin 0–255 aralığındaki bir PWM değerini saklamak için uygundur. Ancak kullanılacak fonksiyonun ve kartın gereksinimleri de dikkate alınmalıdır.

4. int – Tam Sayı

int, tam sayıları saklamak için kullanılan temel veri tiplerinden biridir.

Klasik Arduino Uno gibi ATmega tabanlı kartlarda int 16 bittir ve −32.768 ile 32.767 arasındaki değerleri tutabilir.

Arduino Due gibi 32 bitlik bazı kartlarda ise int 32 bittir ve −2.147.483.648 ile 2.147.483.647 arasındaki değerleri tutabilir.

int sensorDegeri = 512;
int sicaklik = -10;
int pinNumarasi = 13;

int sensorDegeri = 512;

int sicaklik = -10;

int pinNumarasi = 13;

Önemli: Bir değişkene tutabileceği aralığın dışında değer atamak doğru sonuç vermeyebilir. Bu nedenle kullanılacak kartın veri tipi özellikleri dikkate alınmalıdır.

Örneğin klasik Arduino Uno’da int sayac= 65535; şeklinde kullanım uygun değildir. Bu değer için Arduino Uno’da unsigned int kullanılabilir: unsigned int sayac = 65535;

5. unsigned int – İşaretsiz Tamsayı

unsigned int, negatif olmayan tam sayıları saklar. int ile arasındaki temel fark, negatif değerler yerine daha geniş bir pozitif değer aralığı sağlamasıdır.

Klasik Arduino Uno’da 16 bittir ve 0 ile 65.535 arasındaki değerleri tutabilir.

unsigned int sayac = 0;
unsigned int darbeSayisi = 1000;
unsigned int maksimumDeger = 65535;

unsigned int sayac = 0;

unsigned int darbeSayisi = 1000;

unsigned int maksimumDeger = 65535;

Ancak unsigned int her Arduino kartında aynı boyutta değildir. Örneğin 32 bitlik Arduino Due üzerinde bu tip 32 bittir.

Negatif değerlerin gerekli olmadığı ve hedef kartın veri tipi aralığının bilindiği durumlarda kullanılabilir.

6. word – İşaretsiz Tamsayı:

Arduino’da word, işaretsiz bir tam sayı türüdür. Yaygın Arduino çekirdeklerinde unsigned int ile aynı temel türü ifade eder.

Klasik Arduino Uno üzerinde 16 bitliktir ve 0 ile 65.535 arasında değer tutabilir.

word adcDegeri = 1023;
word sayac = 500;

1 2	word adcDegeri = 1023; word sayac = 500;

7. long – Geniş Aralıklı Tamsayı

long, daha büyük tam sayılarla çalışmak için kullanılır. Yaygın Arduino platformlarında 4 byte yani 32 bittir ve −2.147.483.648 ile 2.147.483.647 arasında değer tutabilir.

long sayac = 0L;
long toplamDarbe = 150000L;
long sicaklikFarki = -25000L;

long sayac = 0L;

long toplamDarbe = 150000L;

long sicaklikFarki = -25000L;

Sayıların sonuna L veya l eklenmesi, sayısal sabitin long türünde değerlendirilmesini sağlar. Ancak her long değişkenine değer atarken bu son eki kullanmak zorunlu değildir.

Örneğin; long sayac = 100000; gibi kullanım da geçerlidir.

8. unsigned long – Geniş Aralıklı İşaretsiz Tam Sayı

unsigned long, negatif olmayan büyük tam sayıları saklamak için kullanılır. Yaygın Arduino platformlarında 32 bittir ve 0 ile 4.294.967.295 arasında değer tutabilir.

unsigned long gecenSure = 100000UL;
unsigned long zamanDamgasi = 4294967295UL;

1 2	unsigned long gecenSure = 100000UL; unsigned long zamanDamgasi = 4294967295UL;

UL son eki, sayısal sabitin işaretsiz long türünde değerlendirilmesini sağlar.

Bu veri tipi, Arduino’daki millis() gibi zaman fonksiyonlarının sonuçlarını saklamak için de yaygın olarak kullanılır.

unsigned long oncekiZaman = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  unsigned long simdikiZaman = millis();

  if (simdikiZaman - oncekiZaman >= 1000UL) {
    oncekiZaman = simdikiZaman;
    Serial.println("Bir saniye gecti.");
  }
}

unsigned long oncekiZaman = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

}

void loop() {

unsigned long simdikiZaman = millis();

if (simdikiZaman - oncekiZaman >= 1000UL) {

oncekiZaman = simdikiZaman;

Serial.println("Bir saniye gecti.");

}

Bu örnek, delay() kullanmadan yaklaşık bir saniyelik aralıklarla mesaj yazdırır. Zaman hesabında çıkarma yöntemi kullanıldığı için millis() sayacının taşması da bu yaklaşımda doğru şekilde ele alınabilir.

9. short – Kısa Tam Sayı

short, yaygın Arduino platformlarında 16 bitlik işaretli tam sayı türüdür. −32.768 ile 32.767 arasındaki değerleri tutabilir.

short sayi = 0;
short sicaklikFarki = -150;
short offsetDegeri = 250;

short sayi = 0;

short sicaklikFarki = -150;

short offsetDegeri = 250;

short ve int aynı boyutta olsa bile iki ayrı veri tipi adıdır. Hangi türün seçileceği, kodun okunabilirliğine ve uygulamanın gereksinimlerine bağlıdır.

10. float – Ondalıklı Sayı

float, ondalıklı sayıları yaklaşık olarak temsil etmek için kullanılır. Sensör kalibrasyonu, gerilim hesabı, sıcaklık dönüşümü ve matematiksel işlemler için yararlıdır.

Yaygın Arduino platformlarında 32 bittir ve yaklaşık 6–7 anlamlı basamak hassasiyeti sağlar.

float gerilim = 4.75;
float sicaklik = 23.6;
float katsayi = 1.125;

float gerilim = 4.75;

float sicaklik = 23.6;

float katsayi = 1.125;

Ondalıklı sayılar tam olarak temsil edilemeyebilir. Bu nedenle iki float değeri doğrudan eşitlik operatörüyle karşılaştırmak bazı durumlarda beklenmedik sonuçlar verebilir.

Örnek:

float olculen = 9.0 / 0.3;

if (olculen > 29.99 && olculen < 30.01) {
  // Deger 30'a yeterince yakin
}

float olculen = 9.0 / 0.3;

if (olculen > 29.99 && olculen < 30.01) {

// Deger 30'a yeterince yakin

}

Tam sayılarla yapılan bölme işlemlerinde de dikkatli olunmalıdır:

int a = 1;
int b = 2;

float sonuc1 = a / b; // Sonuç: 0
float sonuc2 = (float)a / b; // Sonuç: 0.5

int a = 1;

int b = 2;

float sonuc1 = a / b; // Sonuç: 0

float sonuc2 = (float)a / b; // Sonuç: 0.5

İlk örnekte bölme işlemi tam sayılar arasında yapıldığı için kesirli kısım kaybolur. İkinci örnekte işlem öncesinde tür dönüşümü yapılır.

11. double – Çift Hassasiyetli Ondalıklı Sayı

double, ondalıklı sayıları temsil etmek için kullanılan bir veri tipidir. Ancak sağladığı hassasiyet Arduino kartının mimarisine bağlıdır.

Klasik AVR tabanlı Arduino Uno’da double, genellikle float ile aynı boyuttadır ve ek hassasiyet sağlamaz.
Arduino Due gibi bazı 32 bitlik kartlarda double 64 bittir ve daha yüksek hassasiyet sağlayabilir.

double hesaplananDeger = 123.456789;

1	double hesaplananDeger = 123.456789;

Daha yüksek hassasiyet gerektiğinde hedef kartın double desteği kontrol edilmelidir. Sadece double yazmak, her Arduino kartında daha hassas hesaplama yapılacağı anlamına gelmez.

12. string – Metin İşleme

Arduino’da String, metinlerle çalışmayı kolaylaştıran bir sınıftır. Metinleri saklamak, birleştirmek ve karşılaştırmak için kullanılabilir.

String mesaj = "Merhaba Arduino";
String durum = "Motor calisiyor";

1 2	String mesaj = "Merhaba Arduino"; String durum = "Motor calisiyor";

Metinler çift tırnakla yazılır. String ile string aynı yazım değildir; Arduino’nun yaygın String sınıfının adı büyük S harfiyle başlar.

Örnek:

String ad = "Arduino";
String mesaj = "Merhaba " + ad;

1 2	String ad = "Arduino"; String mesaj = "Merhaba " + ad;

String kullanımı özellikle küçük ve orta ölçekli uygulamalarda pratiktir. Bununla birlikte, dinamik bellek kullandığından bellek kapasitesi sınırlı kartlarda uzun süre çalışan ve sık metin oluşturan uygulamalarda bellek parçalanması gibi sorunlara dikkat edilmelidir.

13. char[] — Karakter Dizisi ile Metin Saklama

Metinleri saklamanın bir diğer yolu karakter dizileri kullanmaktır.

char mesaj[] = "Merhaba Arduino";

1	char mesaj[] = "Merhaba Arduino";

Bu örnekte metin, karakterlerden oluşan bir dizi içinde tutulur. C tarzı metinlerde sonlandırıcı ‘\0’ karakteri de bulunur.

Karakter dizileri, bellek kullanımını daha açık kontrol etmek istediğimiz uygulamalarda yararlı olabilir.

Örnek: char durum[] = "Hazir";

String sınıfı ile char[] karakter dizileri farklı yaklaşımlardır. Hangisinin kullanılacağı, programın ihtiyaçlarına, bellek kapasitesine ve metin üzerinde yapılacak işlemlere göre belirlenmelidir.

Veri Tiplerini Karşılaştırma

Aşağıdaki tablo, klasik Arduino Uno ve Arduino Due gibi kartlarda sık kullanılan veri tiplerinin genel özelliklerini özetler.

tipi	Arduino Uno	Arduino Due	Kullanım amacı
bool	Mantıksal tür	Mantıksal tür	Doğru/yanlış durumları
char	Genellikle 1 bayt	Genellikle 1 bayt	Karakter ve küçük sayısal değerler
byte	1 bayt	1 bayt	0–255 aralığı
int	2 bayt	4 bayt	Tam sayılar
unsigned int	2 bayt	4 bayt	Negatif olmayan tam sayılar
word	Genellikle 2 bayt	Genellikle 4 bayt	İşaretsiz tam sayılar
short	2 bayt	2 bayt	Kısa tam sayılar
long	4 bayt	4 bayt	Geniş aralıklı tam sayılar
unsigned long	4 bayt	4 bayt	Geniş aralıklı işaretsiz tam sayılar
float	4 bayt	4 bayt	Ondalıklı sayılar
double	4 bayt	8 bayt	Ondalıklı sayılar; karta bağlı hassasiyet
String	Değişken	Değişken	Metin işleme
char[]	Dizi uzunluğuna bağlı	Dizi uzunluğuna bağlı	Karakter dizileri

Bu tablo yaygın kart örneklerini gösterir; tüm Arduino kartları için genel bir boyut tablosu değildir.

Sonuç

Değişkenler ve veri tipleri, Arduino programlamanın temel yapı taşlarındandır. Doğru veri tipini seçebilmek için saklanacak değerin türünü, alabileceği en küçük ve en büyük değerleri, hassasiyet gereksinimini ve kullanılacak kartın özelliklerini bilmek gerekir.

Bu derste değişken tanımlamayı ve Arduino’da yaygın olarak kullanılan veri tiplerini öğrendik. Bir sonraki derste Arduino’nun dijital giriş ve çıkış fonksiyonlarını inceleyerek LED yakma uygulaması yapabiliriz.