Touch Category Detection With Touch Buttons

Creative Commons License

Ahmet M. N.

International Marmara Sciences Congress, Kocaeli, Turkey, 10 - 11 December 2021, pp.278-284

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Kocaeli
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.278-284
  • Kocaeli University Affiliated: Yes

Abstract

Nowadays many electronic devices are controlled by touch buttons. Touch buttons have the potential to detect a user's touch gesture, as well as reveal more information about the user, such as their behavior when pressing the button. Frequency sweeping capacitive sensing aims to obtain the capacitive profile of the user by sending signals at different frequencies to a touch button. The resulting capacitive profile can be considered as the frequency-dependent electrical response of the user while performing the touch action. To measure this response, a filter structure is usually created with a touch button and other circuit elements connected to it. Then, how the frequency response of this filter changes with touch is examined. Since the capacitive profile changes according to the pressure applied to the touch button and the way of using the hand, this information is considered as a suitable method for classification of touch category. In this work, square waves with varying frequency were produced with the timer module of a microcontroller for frequency sweeping, and a band-stop filter was created by using a touch button, a coil and a resistor to obtain the capacitive profile. A new button pattern consisting of the main and auxiliary surfaces has been proposed. To classify four different touch categories, classifiers were trained with machine learning methods and deep neural networks and their accuracies are compared. Trained deep neural networks showed accuracy of %90 levels on test data. 

Günümüzde birçok elektronik cihaz dokunmatik butonlar ile kontrol edilmektedir. Dokunmatik butonlar, bir kullanıcının dokunma hareketini tespitinin yanı sıra butona basarken sergilediği davranış gibi kullanıcı hakkında daha fazla bilgi verme potansiyeline de sahiptir. Frekans taramalı kapasitif algılama, bir dokunmatik butona farklı frekanslarda işaret göndererek kullanıcının kapasitif profilini elde etmeyi amaçlar. Oluşan kapasitif profil, kullanıcının dokunma eylemini gerçekleştirirken frekansa bağlı elektriksel tepkisi olarak ele alınabilir. Bu tepkiyi ölçmek için genellikle dokunmatik buton ve buna bağlanan başka devre elemanlarıyla bir filtre yapısı oluşturulur. Sonrasında bu filtrenin frekans yanıtının dokunmayla nasıl değiştiği incelenir. Kapasitif profilin dokunmatik butona uygulanan basma şiddeti ve el kullanma şekline göre değişmesinden dolayı, bu bilgi dokunma şekli sınıflandırma için uygun bir yöntem olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışmada frekans taraması için bir mikrodenetleyicinin zamanlayıcı modülü ile frekansı değişen kare dalgalar üretildi ve kapasitif profili elde etmek için dokunmatik buton, bir bobin ve bir direnç kullanılarak bant durduran filtre oluşturuldu. Ana yüzey ve yardımcı yüzeylerden oluşan yeni bir buton deseni önerildi. Dört farklı dokunma şeklini sınıflandırmak için makine öğrenme yöntemleri ve derin sinir ağlarıyla sınıflandırıcılar eğitildi ve bunların doğrulukları karşılaştırıldı. Eğitilen derin sinir ağları test verileri üzerinde %90 seviyelerinde doğruluk göstermiştir.