一、概述

番茄时钟是一种基于番茄工作法的时间管理工具，旨在帮助用户通过设定工作时间和休息时间来提高专注力和工作效率。最近老师反馈儿子在学校的专注力差，建议有针对性地训练他的专注力。为避免手机使用，而手上已有的一个计时器只支持计时功能。因而盟生了设计并制作一款番茄时钟的想法，故有了本项目。

二、方案介绍

主要功能介绍

• 定时功能: 实现25分钟工作模式和5分钟休息模式的转换。
• 时间显示: 在TFT屏幕实时显示剩余时间。
• 按键操作: 用户可通过按键开始/暂停/重置番茄时钟。
• 即时提醒: 辅助蜂鸣器在时间结束时发出提示音。
• 低功耗管理: 通过ESP32的深度睡眠功能延长设备待机时间。

系统框图及介绍

• 电源与锂电池充电放电： 这是整个电路的基础，确保系统能够稳定运行。包含锂电池充放电管理，用于监控和管理锂电池的充放电状态，以确保电池寿命和安全。
• 按键输入： 用户通过这些按键来控制电路的功能，开始/暂停/重置番茄时钟。
• 显示电路： 这部分负责将数据或信息以可视方式展示给用户，显示当前番茄时钟的状态，剩余时间等。
• 灯效和音效输出： 灯效模块可以提供多种颜色和模式的灯光效果，增强用户体验。音效模块则包含蜂鸣器音频输出设备，用于播放番茄时钟的声音提示。
• ESP32-C3微控制器： 作为核心处理单元，它负责接收按键输入、执行逻辑运算和控制其他模块的工作。

三、原理图及主要器件介绍

3.1 原理图

原理图暂未绘制，计划在中期汇报和项目总结报告中展示和介绍，下面介绍一下主要使用到的器件

3.2 主要器件介绍

ESP32-C3-Mini-1U

ESP32-C3-MINI-1U 是通用型 Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (Bluetooth LE) 模组，体积小，具有丰富的外设接口，可用于智能家居、工业自动化、医疗保健、消费电子产品等领域。

ESP32-C3-MINI-1U 采用 U.FL 座子连接外部 IPEX 天线，配置了 4 MB SPI flash。ESP32-C3-MINI-1U 采用的是 ESP32-C3FN4 芯片。ESP32-C3FN4 芯片搭载 32-bit RISC-V 单核处理器，工作频率高达 160 MHz。

文档链接：https://www.espressif.com.cn/sites/default/files/documentation/esp32-c3-mini-1_datasheet_cn.pdf

TC4054

TC4054 是恒流/恒压座充充电器芯片，主要应用于单节锂电池充电。无需外接检测电阻，其内部为 MOSFET 结构，因此无需外接反向二极管。在大功率和高环境温度下可以调节充电电流以限制芯片温度。它的充电电压固定在 4.2V，充电电流可以通过外置一个电阻器进行调节。

文档链接：https://www.semiee.com/file2/9160c99fc22088e0657fd36b342c1493/Source10/FM富满-TC4054T.pdf

NeoPixel 5050 RGB LED

NeoPixel LED（也被称为WS2812或WS2811）是一种流行的可编程RGB（红-绿-蓝）LED，其独特之处在于它集成了自己的驱动芯片和控制电路，使得单个数据线上可以控制多个LED。这种类型的LED广泛应用于各种装饰、艺术装置、动态照明和其他创意项目中。

文档链接：https://cdn-shop.adafruit.com/product-files/1655/SKC6812RV__12VOP0274E_REV.A1_EN(12).pdf

四、总结

本项目基于 ESP32-C3 微控制器实现了一款简洁、高效的番茄时钟装置。通过合理的硬件选择和精心的软件设计，实现了计时、显示、按键操作以及提示功能。特别是低功耗设计，显著延长了设备的待机时间。未来还可考虑拓展网络同步功能，进一步提升用户体验。

最后，感谢硬禾学堂联合 DigiKey 推出的这次活动！此次活动带给我许多宝贵实践经验和机会，在此表示感谢！