专业版
FocusTimer低功耗专注时钟
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简介
FocusTimer是使用了番茄工作法的专注时钟，使用ESP32H2主控，配备2.9吋全反屏，支持触控、音频、环境监测、翻转检测与蓝牙APP数据同步，低功耗超长续航，是实用的桌面摆件。
简介：FocusTimer是使用了番茄工作法的专注时钟，使用ESP32H2主控，配备2.9吋全反屏，支持触控、音频、环境监测、翻转检测与蓝牙APP数据同步，低功耗超长续航，是实用的桌面摆件。复刻成本：￥105
开源协议
：GPL 3.0
创建时间：2026-03-26 12:16:13更新时间：2026-05-20 09:41:35
描述
1. 项目概述
低功耗的专注时钟，为你的学习工作提供科学的时间管理方法。
搭载 ESP32-H2 主控芯片，采用 2.9 英寸单色全反射屏作为显示媒介，配合 LVGL 9.4.0 UI 框架实现多页面交互。
设备支持电容触摸按键、音频提示、MP3播放、CO2 环境监测、屏幕翻转、电池管理等功能，适用于需要极低功耗和清晰显示的专注场景。
低功耗
全反射显示
触控交互
环境感知
APP数据记录
功能特性介绍
01
番茄钟 / 专注计时
基于"番茄工作法"，对专注和休息节奏进行时间管理。
02
触控交互
AW96103 电容触摸实现 3 个触摸按键。
03
极低功耗
使用低功耗传感器及全反屏，结合RTOS tickless+自动light sleep，工作电流 < 3.3mA ，休眠电流 < 0.8mA，关机电流低至0.6uA。充一次电可维持几十天续航。
04
音频提示与播放
MAX98357（I2S）音频输出，资源可放在 Flash 的 audio 分区或 SD 卡，用于提示音/音乐播放。
05
环境监测
通过 CO₂ 传感器（STCC4，I2C）监测环境空气质量。
06
翻转交互
IMU检测翻转姿态，用于翻转灭屏、翻转开始计时等交互。
07
关机时间保持
RTC时钟提供关机后的时间保持功能。
08
蓝牙通信&手机APP数据记录
基于BLE5.0低功耗蓝牙，可连接基于Flutter开发的手机APP，存储、查看历史专注记录。
2. 硬件方案
2.1 核心芯片及开发平台
主控芯片
ESP32-H2 (96MHz 支持BLE)
SDK
ESP-IDF 5.5.2
2.2 外设
显示屏
2.9 英寸单色全反屏 (ST7305, 168×384分辨率)
触摸输入
AW96103 电容触摸，3 触摸按键
I2S音频输出
MAX98357，PCM 16-bit 22050 Hz，单声道
RTC
PCF85263A，关机时间保持
翻转检测
ICM-42670-P
环境感知
STCC4(CO2)
SHT40(温湿度)
SHT40(温湿度)
2.3 电源
电源管理
使用 AW32001，控制电池充放电、旁路供电、开关机功能
锂电池供电
1200mAh锂电池，电量采集使用ADC，借助1.5M 及 499K 电阻串联分压
电源路径
充电：
USB 5V
→
AW32001
→
锂电池
放电：
锂电池3.7V
→
AW32001
→
3.3V降压
→
主控及外设
2.4 存储
内置存储
4MB内置Flash，其中factory 分区 3 MB，audio SPIFFS 256 KB
Micro SD卡
可外接Micro SD卡，用于存储音乐，设备可从SD卡播放音频
3. 软件架构
UI框架
使用 LVGL + EEZ Studio 绘制 UI，生成代码位于 main/ui/。
RTOS任务
系统基于 FreeRTOS 组织多任务协同，主要包括：
- 刷新屏幕任务：驱动 LVGL 刷新/渲染，完成界面更新
- 传感器读取任务：周期读取温湿度/CO2、IMU 等外设数据
- SD卡读写任务：文件系统挂载、音乐文件读取与资源管理
- 音频播放任务：从存储读取音频并通过 I2S 输出到功放
BLE传输 与手机APP通信
通过 nimBLE 和手机 APP 进行数据交互（配置同步、上报数据）。
4. 使用说明&页面介绍
触摸按键操控
三个触摸按键分别为"左"、"确认"、"右"，长按"左"或者"右"按键可快速重复当前按键的操作。当屏幕翻转时按键逻辑随之改变。
开/关机
关机方法：在非休眠状态下，未插入充电器，长按右侧开关机按钮 2 秒。
开机方法：在关机状态下，长按开关机按钮 1 秒。
开机方法：在关机状态下，长按开关机按钮 1 秒。
主界面
开机后自动进入主界面。
该界面显示日期、时间、电流、环境检测数据（温度、湿度、CO₂），点击"确认"可进入二级菜单导航。
该界面显示日期、时间、电流、环境检测数据（温度、湿度、CO₂），点击"确认"可进入二级菜单导航。
二级菜单导航
作为各功能的导航界面
番茄钟
左侧显示今日休息次数、番茄次数以及当前时间；
右侧为番茄钟控制区域（开始/暂停、重置、跳过当前阶段）。
通过点击"开始/暂停"按钮，或翻转设备来开始/暂停计时。
右侧为番茄钟控制区域（开始/暂停、重置、跳过当前阶段）。
通过点击"开始/暂停"按钮，或翻转设备来开始/暂停计时。
时间/日期设定
通过"左/右"触摸按键选择要设置的时间选项，使用"确认"进入编辑模式，再用"左/右"调整数值，再次点击"确认"退出编辑模式。
建议通过APP连接蓝牙同步时间，以获得更精确的时间显示。
建议通过APP连接蓝牙同步时间，以获得更精确的时间显示。
音乐播放
注意
- 需要提前准备 Micro SD 卡，并格式化为 FAT32，在 关机状态 插入到卡槽中。
- WAV 文件格式要求：22.05KHz 采样率、16bit、单声道。
- WAV 文件存放于 SD 卡根目录下。
你可以播放/暂停、切换歌曲、调整音量。当选中音量条时，使用"确认"进入编辑模式，通过"左/右"增减音量，再按"确认"退出编辑模式。
电源管理
- 低功耗模式：系统将开启自动轻度睡眠，可大幅降低功耗。
- 自动休眠：主界面 5 分钟无操作后自动休眠。设备每分钟唤醒并刷新屏幕，可作为桌面时钟使用；触摸任意按键可唤醒。休眠时不支持长按关机，需先唤醒后关机。
- 休眠关屏时段：可设置夜间关屏时段（如 22:00~07:00），在该时段内设备自动进入深度休眠并关闭屏幕，次日到达结束时间后自动恢复显示。
- 调整充电阈值：支持调整充电阈值，避免过充，保护电池。
蓝牙数据传输
点击"蓝牙"复选框开启蓝牙功能，使用配套 APP 连接并同步番茄/休息次数、时间等数据，亦可同步时间。
注意
建议在同步数据后及时关闭蓝牙以降低功耗；当 2 分钟内无设备连接时也会自动关闭蓝牙。
5. 固件烧录
⚠️ 烧录注意事项
1.请确保设备关闭低功耗模式和自动休眠，使用 USB-A to C 数据线连接 PC 与设备。
2.烧录full固件会清除nvs中的所有数据，后续烧录请参考"固件更新"小节。
2.烧录full固件会清除nvs中的所有数据，后续烧录请参考"固件更新"小节。
5.1 第一次烧录
01
下载工具和固件
- 下载并解压 官方烧录工具
- 在 Releases 页面 下载最新版 带有 full 字样 的固件
02
选择芯片型号
打开烧录工具，选择芯片型号 ESP32-H2
03
配置固件路径和烧录地址
先选择串口和波特率 1152000，然后选择 focustimer_full_{version}.bin 文件，地址设为 0x0，在该行前面打勾，最后点击 START 按钮开始烧录。
04
重启设备
插拔一次 USB 数据线以重启设备，烧录完成。
5.2 固件更新
目前固件更新仅支持 USB 升级。更新步骤与第一次烧录类似，主要区别如下：
01
固件选择
在 Releases 页面下载 不带 full 字样 的固件。例如focustimer_{version}.bin
02
烧录地址
配置烧录地址时，需要改为 0x10000
6. 功耗测试
SCENE 01
正常工作（低功耗模式）
场景说明
启用Auto LightSleep，番茄钟界面，无操作
功耗 & 预计续航
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 平均电流 | 3.26 mA |
| 平均功耗 | 13.36 mA |
| 预计续航 | 332 小时 |
SCENE 02
音频播放
场景说明
MP3界面、播放22.05KHz采样率、16bit的WAV文件，音量20%
功耗 & 预计续航
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 平均电流 | 31.93 mA |
| 平均功耗 | 128.66 mW |
| 预计续航 | 35 小时 |
SCENE 03
深度睡眠
场景说明
主界面，开启自动休眠，每分钟刷新一次主页。
功耗 & 预计续航
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 平均电流 | 798.7 uA |
| 平均功耗 | 3.27 mW |
| 预计续航 | 1358 小时 |
SCENE 04
关机
场景说明
设备关机状态，RTC 时钟通电保持时间。
功耗 & 预计续航
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 平均电流 | 0.6 uA |
| 平均功耗 | 2.4 uW |
| 预计续航 | 200年（理论） |
7. 工艺信息
7.1 PCB
- 成品板厚1.6mm
- 板子层数4层板
- 板子尺寸73.42mm × 45.72mm
7.2 3D打印外壳
- 零件数量3 个
- 零件内容上壳、下壳、电池盖板
- 建议材料LEDO 6060 SLA 光敏树脂
- 建议颜色哑光-白色
- 上下壳连接方式卡扣连接
🧲 磁吸配件
你可以购买磁铁安装于下壳内部，即可将 FocusTimer 吸附于任意金属平面：
磁铁参数：圆形直径 6mm × 厚度 2.6mm
🔧 装配步骤
准备工作：5颗 M2×5 平头螺丝、透明胶带/纸胶带（不要用强力胶，避免留胶）
- 将屏幕插接到 PCB 的 FPC 接口上面，先放入屏幕，再根据螺丝孔位对齐、放入 PCB。
- 使用胶带固定屏幕，拿出 4 颗 M2×5 的螺丝，依次拧紧固定 PCB。
- 将电池、喇叭放入下壳对应位置，拿出电池盖板和 1 颗 M2×5 螺丝，固定电池。然后将电池和喇叭连接到 PCB。
- （可选）在下壳的圆形凹槽处放入圆形磁铁
- 扣紧上下壳，完成装配 🎉
7.3 亚克力面板
- 面板类型透明亚克力
- 面板款数多款自主拼版，1 套
- 打印方式正面打印
- 打印厚度0.5mm
- 背胶正品 3M468（全透明防水）
- 遮光程度常规遮光（白底）
8. 版本比较
| 功能 | 普通版 | PRO版 |
|---|---|---|
| 番茄钟 | ✓ | ✓ |
| RTC 实时时钟 | ✓ | ✓ |
| IMU 翻转检测 | ✓ | ✓ |
| 音频播放 | ✓ | ✓ |
| 蓝牙传输 | ✓ | ✓ |
| 温湿度监测 | — | ✓ |
| CO2 监测 | — | ✓ |
| BOM参考价格 | 80元 | 164元 |
说明：✓ 表示该版本包含此功能，— 表示不包含。由于STCC4传感器的价格较贵，非必要可不做PRO版。
9. 复刻指南
- 项目中含有各种无法使用电烙铁焊接的封装（BGA、WLCSP 等），建议开 10cm x 15cm、顶层和底层合开的钢网（约 20 元），并配合热风枪或加热台完成焊接。
- 在焊接过程中尽量分阶段验证，遵循焊接--测试--再焊接的过程。建议焊接顺序为：供电——主控——各类外设。
10. 材料购买指南
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 搜索关键词 | 锂电池102040 |
| 容量 | 1200mAh |
| 电池尺寸 | 10 × 20 × 40mm |
| 配套线材 | MX1.25mm 间距端子线，2P 单头 |
| 购买链接 | 锂电池 淘宝链接 → 配套线材 天猫链接 → |
| ⚠️ 注意 | 需要手动将配套线材和锂电池的线焊接/拧到一块 |
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 搜索关键词 | 3020 4欧3瓦 2.0mm 喇叭 |
| 阻抗 | 4Ω |
| 额定功率 | 3W |
| 接线端子间距 | 2.0mm |
| 购买链接 | 喇叭 淘宝链接 → |
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 搜索关键词 | 鱼鹰光电 2.9寸全反屏 |
| 购买链接 | 全反射屏 淘宝链接 → |
设计图
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