Design and Evaluation of a Low-cost High-resolution multi touch capacitive sensor for Expressive digital Musical interfaces

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dc.catalogadorgrr
dc.contributor.advisorCadiz Cadiz, Rodrigo Fernando
dc.contributor.authorRozas, Michel V.
dc.contributor.otherPontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
dc.date.accessioned2025-07-18T18:44:06Z
dc.date.available2025-07-18T18:44:06Z
dc.date.issued2025
dc.descriptionTesis ( Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025
dc.description.abstractThis thesis presents the design, implementation, and evaluation of a low-cost, high resolution capacitive multitouch sensor aimed at enhancing expressivity in Digital Musi cal Interfaces (DMIs). The sensor employs a diamond-pattern capacitor electrode matrix to minimize ghost points (false touch detections where the sensor mistakenly registers touches where there are none) and utilizes a quasi-static electric field detection method based on mutual capacitance. Built using affordable materials and accessible microcon trollers (ATmega2560 and Espressif ESP32), the system achieves high spatial resolution (5 mm minimum distinguishable distance), low latency (average 13.7 ms), and the ability to infer relative pressure through contact area variation. A detailed technical evaluation covering spatial resolution, positional accuracy, latency, and pressure sensitivity demon strates performance comparable to commercial solutions. This work contributes a scalable and replicable platform for researchers, educators, and independent musicians seeking to explore expressive gestural interaction in music technology, while addressing cost and accessibility barriers commonly found in high-end DMI systems.
dc.description.abstractEsta tesis presenta el diseño, implementación y evaluación de un sensor capacitivo multitactil de alta resolución y bajo costo, destinado a mejorar la expresividad en las Interfaces Musicales Digitales (IMD). El sensor utiliza una matriz de electrodos capacitivos con patron de rombos para minimizar los puntos fantasmas ( detecciones falsas de toque donde el sensor registra toques que en realidad no existen) y emplea un metodo de detección de campo eléctrico cuasiestático basado en capacitancia mutua. Construido con materiales economicos y microcontroladores accesibles (ATmega2560 y Espressif ESP32), el sistema alcanza una alta resolucion espacial (distancia mínima distinguible de 5 mm), baja latencia (promedio de 13.7 ms) y la capacidad de inferir presion relativa a través de la variacion del área de contacto. Se realizó una evaluación técnica que abarca resolución espacial, precision posicional, latencia y sensibilidad a la presi ´ on. Los resultados muestran un desempeno comparable con soluciones comerciales. Este trabajo contribuye con una plataforma escalable y replicable para investigadores, educadores y musicos independientes que buscan explorar la interaccion gestual expresiva en tecnología musical, abordando a la vez las barreras de costo y accesibilidad comunmente presentes en interfaces musicales digitales de alta gama.
dc.fechaingreso.objetodigital2025-07-18
dc.format.extentxi, 88 páginas
dc.fuente.origenSRIA
dc.identifier.urihttps://repositorio.uc.cl/handle/11534/104967
dc.language.isoen
dc.nota.accesocontenido completo
dc.rightsacceso abierto
dc.rights.licenseCC BY 4.0 Atribución 4.0 Internacional
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.es
dc.subjectHuman Computer Interaction (HCI)
dc.subjectSensor Design
dc.subjectGesture Recognition
dc.subjectQuasi-Static Electric Field
dc.subjectMusic Technology
dc.subjectInterfaces Musicales Digitales (IMDs)
dc.subjectSensado Capacitivo Táctil
dc.subjectSensores Multitáctiles
dc.subjectHardware de Bajo Costo
dc.subjectInteracción Expresiva
dc.subjectInteracción Humano-Computador (IHC)
dc.subjectDiseño de Sensores
dc.subjectReconocimiento de Gestos
dc.subjectTecnología Musical
dc.subject.ddc620
dc.subject.deweyIngenieríaes_ES
dc.titleDesign and Evaluation of a Low-cost High-resolution multi touch capacitive sensor for Expressive digital Musical interfaces
dc.typetesis de maestría
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