Что такое скетч в Arduino и зачем нужны setup() и loop()?

Скетч — это просто название программы для Arduino (так исторически сложилось). Любой скетч состоит из двух обязательных частей:

void setup() {
  // выполняется ОДИН раз при включении
  // тут настраивают пины, запускают Serial и т.п.
}

void loop() {
  // выполняется БЕСКОНЕЧНО, по кругу
  // тут основная работа: мигать, читать датчики...
}

setup() — это как подготовка перед работой: «настроить пин 13 на вывод». Выполняется один раз.

loop() — это вечный цикл. Как только он доходит до конца, тут же начинается сначала. Тут живёт вся логика робота.

Без них нельзя — Arduino всегда сама ищет эти две функции. Можешь оставить любую из них пустой, но они должны быть в коде.