Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan rancangan dan prototype sistem navigasi mobile robot dengan kontrol PID berbasis sensor rotary encoder dan sensor kompas QMC5883L menggunakan metode odometri, serta untuk menguji sistem navigasi mobile robot dalam mencapai posisi yang telah ditentukan. Rancang bangun yang dihasilkan yaitu sistem navigasi mobile robot menggunakan desain model kinematik differential drive dan metode odometri. Metode odometri yang digunakan membutuhkan dua masukan yaitu dari sensor rotary encoder yang terpasang pada motor kanan dan motor kiri mobile robot. Sensor rotary ini digunakan untuk mengetahui posisi robot. Sensor kompas QMC5883L dimanfaatkan untuk mengonfirmasi atau memastikan hasil pembacaan heading oleh sensor rotary encoder. Kedua sensor telah dikalibrasi dan dihasilkan akurasi sensor rotary encoder mencapai 99,9% untuk pembacaan jarak dan 99,7% untuk pembacaan heading serta akurasi sensor kompas 99%. Masukan pada algoritma mobile robot berupa koordinat X, Y, dan . Terdapat empat heading tujuan dalam penelitian ini yaitu 30⁰, 45⁰, 60⁰, dan lintasan dengan dua heading tujuan yaitu 45⁰ dan 90⁰. Pada tiap heading tersebut, mobile robot diperlakukan dalam dua tahap pengujian robot yaitu open loop dan close loop sesuai metode tuning Ziegler Nichols. Pada tahap open loop yang mana tidak ada kontrol PID, error yang dicapai sistem mencapai 269,3%; 164,9%; dan 285,5% untuk heading 30⁰,45⁰,60⁰ berturut-turut. Sedangkan ketika diberi kontrol PID, akurasi sistem mencapai 99,3%; 99,8%; dan 100% untuk heading 30⁰, 45⁰, 60⁰ berturut-turut. Analisis hasil pengujian sistem navigasi mobile robot yang telah dibuat dilakukan dengan menganalisis respon transien sistem saat sesudah diberi kontrol PID. Kontrol PI saja membuat steady state error kecil, namun settling time dan overshoot maksimum besar. Peningkatan nilai KD membuat respon sistem lebih stabil dan steady state error berkurang. Peningkatan nilai konstanta integral membuat overshoot sistem bertambah hingga waktu akhir dan stabilitas relatif sistem berkurang sehingga tidak ditemukan keadaan steady.

Kata kunci : Sistem navigasi, mobile robot, metode odometri, kontrol PID Ziegler Nichols.

This study aims to produce design and prototype mobile robot navigation system with PID control based rotary encoder sensor and compass sensors  QMC5883L using odometri method, and also aims to examine the navigation system in reaching a predetermined position. Compass sensor QMC5883L is used to confirm heading reading results by a rotary encoder sensor. The design product is a mobile robot navigation system using the kinematic differential drive model  and odometry method. Accuracy of sensors used were: 99.69% for right rotary encoder and 100% for left rotary encoder in distance reading, 99.76% for rotary encoder in heading reading , and 97.8% for compass sensor. The inputs on the mobile robot algorithm are in the form of X, Y, . There are four goal headings in this study, namely 30 , 45^°, 60^°, and paths with two goal headings, namely 45^° and 90^° . In each of these headings, mobile robot is treated in two stages robotic examinations: open loop and closed loop according Ziegler Nichols tuning method. In the open loop stage which there is no PID control, the system error reaches 269.3%; 164.9%; and 285.5% for heading 30^°, 45^° , 60^° respectively. Then when given PID control, the system accuracy reaches 99.3%; 99.8%; and 100% for heading 30^°, 45^°, 60^° respectively. The analysis of the mobile robot navigation system examination result is done by analyzing the transient response of the system after being given PID control. PI control makes steady state error decreased , but increases settling time and overshoot. Increasing derivative constant Kd can make system response more stable and steady state error decreased. Increasing the value of the integral constant Ki makes researcher does not find steady state system because the system overshoot increase until the last time so the relative stability of the system decreases.

Keywords: Navigation system, mobile robot , odometry method, PID Ziegler  Nichols control.