Rancang bangun sistem self-balancing pada robot beroda dua bertujuan untuk menciptakan robot yang mampu menjaga keseimbangan menggunakan sensor Inertial Measurement Unit (IMU) dan algoritma kontrol PID (Proportional, Integral, Derivative). Sensor IMU, yang terdiri dari akselerometer dan gyro, berfungsi mendeteksi sudut kemiringan dan laju perubahan sudut robot. Data dari sensor ini diproses oleh mikrokontroler untuk menghitung data yang diperlukan untuk menjaga keseimbangan. Implementasi algoritma PID untuk mengoptimalkan respon sistem. Uji coba dilakukan untuk menilai stabilitas robot dan respon sistem terhadap berbagai kondisi gangguan. Metode kontrol PID yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan menggunakan metode PID Trial and Error, dan diperoleh nilai Kp = 0,1, Ti = 0,0003, Td = 17. Pengujian sistem self-balancing dilakukan dengan memberikan gangguan pada robot, seperti mendorong robot ke depan atau ke belakang. Hasil pengujian menunjukkan bahwa robot mampu menjaga keseimbangannya dengan baik dan dapat kembali ke posisi tegak setelah mengalami gangguan. Pengujian berat beban yang dapat diseimbangkan oleh robot juga sudah dibuktikan dengan berat maksimal yang dapat diseimbangkan yaitu 157 gram untuk berat beban benda,180 gram dengan beban 8 batu koral dan juga 307 gram untuk beban merata yaitu pasir. Perancangan HMI yang menampilkan nilai PWM motor, nilai sudut, grafik keseimbangan, dan controlling robot.