🕷️ Quadruped Spider Robot (2-DOF FSM Gait Control)

Robot laba-laba berkaki empat (4-legged quadruped robot) berbasis mikrokontroler ESP32 dengan konfigurasi 2 Degrees of Freedom (DOF) per kaki. Proyek ini mengimplementasikan arsitektur Finite State Machine (FSM) untuk navigasi gerak (maju, mundur, belok kiri, belok kanan, dan mode menyapa) serta kendali nirkabel jarak jauh menggunakan protokol MQTT.

🧠 System Architecture & Features

Sistem dirancang secara modular menggunakan non-blocking execution agar pergerakan 8 motor servo berjalan mulus tanpa jeda (delay).

• 2-DOF per Leg: Setiap kaki digerakkan oleh dua motor servo (servo angkat/knee dan servo geser/hip).
• Non-Blocking Smooth Interpolation: Menggunakan fungsi cosinus (1 - cos(progress * PI)) / 2.0 untuk menghasilkan akselerasi dan deselerasi servo yang halus.
• Finite State Machine (FSM): Mengatur siklus langkah (gait cycle) kaki secara terstruktur untuk setiap arah pergerakan.
• MQTT Telemetry & Control: Menerima perintah jarak jauh dan mengirimkan status robot secara real-time melalui broker MQTT (broker.emqx.io).
• OLED Display UI: Layar SSD1306 (128x64) menampilkan ekspresi wajah/status robot (senyum, tidur, excited) berdasarkan kondisi koneksi dan aktivitas.

📌 Pin Mapping & Hardware Configuration

Komponen	Pin ESP32 / Keterangan
SDA / SCL (OLED)	GPIO 21 (SDA), GPIO 22 (SCL)
Left Front (LF)	Pin 13 (Hip: 105°)
Right Front (RF)	Pin 12 (Hip: 115°)
Left Back (LB)	Pin 15 (Hip: 95°)
Right Back (RB)	Pin 25 (Hip: 65°)
Left Front Knee (LFK)	Pin 17 (Knee: 160°)
Right Front Knee (RFK)	Pin 16 (Knee: 50°)
Left Back Knee (LBK)	Pin 19 (Knee: 155°)
Right Back Knee (RBK)	Pin 18 (Knee: 20°)

⚙️ Finite State Machine (FSM) Flow

Pergerakan navigasi (maju, belok, dan sapa) diatur menggunakan multi-state terpisah agar setiap kaki dapat diinisiasi secara bergantian tanpa saling bertabrakan:

graph TD
    IDLE[IDLE / Ready] -->|MQTT Command| CMD[Terima Perintah: KIRI / KANAN / MAJU / MUNDUR / SAPA]
    CMD --> LFK[Angkat Kaki 1]
    LFK --> MOVE[Geser Posisi Sendi]
    MOVE --> DOWN[Turunkan Kaki]
    DOWN --> NEXT[Pindah ke Kaki Berikutnya dalam Gait Sequence]
    NEXT --> CHECK{Semua Kaki Selesai?}
    CHECK -->|Belum| LFK
    CHECK -->|Ya| HOME[Kembali ke Home Position]
    HOME --> IDLE

Loading

📡 MQTT Topics & Commands

Broker: broker.emqx.io : 1883

Topik (Command)	Payload	Fungsi	Topik (Status)
simulation/kiri/cmd	KIRI	Menggerakkan robot berbelok ke kiri	simulation/kiri/status
simulation/kanan/cmd	KANAN	Menggerakkan robot berbelok ke kanan	simulation/kanan/status
simulation/maju/cmd	MAJU	Menggerakkan robot berjalan maju	simulation/maju/status
simulation/mundur/cmd	MUNDUR	Menggerakkan robot berjalan mundur	simulation/mundur/status
simulation/hallo/cmd	SAPA	Menjalankan mode gestur menyapa	simulation/hallo/status

💻 Software Stack

• IDE: Visual Studio Code
• Framework: Arduino / ESP32 Core
• Libraries:
  • PubSubClient (MQTT Client)
  • ESP32Servo (PWM Servo Control)
  • Adafruit_SSD1306 & Wire (OLED Display)

🚀 Getting Started

1. Klon repository ini:

   git clone https://github.com/THEALITZ08/Quadraped-2-dof.git

2. Buka folder proyek menggunakan VS Code dengan ekstensi PlatformIO, atau gunakan Arduino IDE.

3. Sesuaikan kredensial WiFi pada kode:

   const char* ssid = "NAMA_WIFI";
   const char* password = "PASSWORD_WIFI";

4. Hubungkan ESP32 ke komputer, kompilasi (compile), dan unggah (upload) program ke mikrokontroler.