Kemajuan teknologi dalam bidang robotika berkembang dengan pesat. Salah satu jenis robot yang banyak dirancang adalah jenis robot bergerak beroda. Mengendalikan gerak robot sesuai dengan jalur yang ditentukan membutuhkan kendali dengan presisi tinggi agar pergerakan robot tidak menyimpang dari jalur yang diinginkan. Pada penelitian ini kendali navigasi dilakukan dengan masukan sudut dan jarak lintasan robot. Penginderaan orientasi arah dan jarak lintasan menggunakan sensor penyandi putar yang terpisah dari motor penggerak roda untuk mengurangi kesalahan pembacaan lintasan yang ditempuh robot akibat kondisi slip pada roda penggerak utama. Sensor penyandi putar yang dipasang pada roda pasif melakukan deteksi arah hadap dan penghitungan jarak lintasan gerak robot. Pemilihan sensor penyandi putar eksternal adalah untuk meminimalkan kesalahan baca putaran roda dimana pada kebanyakan rancangan robot beroda menggunakan penyandi putar yang terpasang pada poros motor penggerak. Untuk arah hadap robot dalam riset ini digunakan pembacaan data sudut dari sensor kompas. Metode odometri yang terintegrasi kendali ON-OFF dan PID digunakan untuk meningkatkan akurasi perhitungan jarak lintasan dan sudut hadap robot. Dari pengujian diperoleh bahwa sensor penyandi putar eksternal mampu meningkatkan akurasi pembacaan jarak tempuh dan sudut hadap robot beroda dengan kesalahan sekitar 2%.