硬件编程 · 番茄钟工位站姿提醒 · 2026-10-03

需求洞察

目标用户是每天在工位连续工作 6 小时以上的程序员、设计师、文案和运营人员。真实痛点不是“不知道番茄工作法”，而是知道却做不到：手机番茄钟容易被消息打断，普通计时器只响一声，久坐时腰背已经僵硬才想起来该站。更麻烦的是，很多人一进入专注状态就忘记换姿势，等到肩颈酸痛才被动休息。

这个项目值得做，原因有三点。第一，提醒必须“无感但有效”，震动比声音更适合开放办公室，不会打扰同事。第二，把番茄钟和站姿管理合并，专注 25 分钟后自动提示站立休息，比单独装两个 App 更省心。第三，RP2040 成本低、生态好，OLED 和按键都是常见模块，适合作为硬件编程入门到进阶的完整项目。

方案设计

感知层：两个轻触按键。KEY_A 短按开始/暂停番茄钟，长按重置当前轮次；KEY_B 短按切换“坐姿/站姿”状态，长按跳过当前休息。系统用 time.ticks_ms() 记录时间，用状态机判断专注、短休、长休。虽然没有姿态传感器，但通过按键手动标记坐/站，成本低且足够可靠。

控制层：RP2040 双核。core0 负责按键扫描、计时状态机和久坐逻辑；core1 可负责 OLED 刷新与震动编码，避免刷新时漏掉按键。番茄钟默认专注 25 分钟、短休 5 分钟，每 4 轮进入 15 分钟长休。坐姿连续超过 20 分钟，触发一次“起立提醒”，震动两短一长。

执行层：0.96 寸 SPI OLED 显示状态、剩余时间、轮次和坐/站图标。震动电机通过 NPN 三极管驱动，GPIO 只给基极信号，避免电流超限。震动编码区分事件：短震表示切换坐姿，双短震表示久坐提醒，长震表示番茄结束。

日志/联网层：当前通过 USB 串口输出日志，格式为“轮次、专注分钟、久坐次数”，电脑端可用串口助手保存。预留 UART 和 I2C 排针，后续可加蓝牙模块或温湿度传感器，但为了控制成本和隐私，首版不联网。

物料清单

接线与结构

OLED 使用 SPI0：CS=GP13，DC=GP14，RST=GP12，SCK=GP18，MOSI=GP19。给定 CS=13、DC=14 保持不变；新增 RST=12 是为了让 OLED 可靠复位，同时避开按键和震动引脚。震动电机接 GP15，经 1k 电阻接 S8050 基极，发射极接 GND，集电极接电机负极，电机正极接 3.3V，电机两端反并联 1N4148。KEY_A 接 GP6，KEY_B 接 GP7，另一端接 GND，GPIO 内部上拉。

结构上，RP2040 和洞洞板固定在底座内，OLED 倾斜 15 度面向使用者，震动电机用双面胶贴在桌面边缘或显示器下沿。USB 线从后方引出，避免遮挡屏幕。整体尺寸建议 8cm x 6cm x 3cm，可放入普通桌面角落。

核心代码

以下为 MicroPython 骨架，依赖 ssd1306 库。代码可编译，实际使用时按接线调整引脚。

import ssd1306, time

CS, DC, RST, VIB = 13, 14, 12, 15
KEY_A, KEY_B = 6, 7

spi = SPI(0, baudrate=10_000_000, sck=Pin(18), mosi=Pin(19))
oled = ssd1306.SSD1306_SPI(128, 64, spi, dc=Pin(DC), res=Pin(RST), cs=Pin(CS))
vib = PWM(Pin(VIB)); vib.freq(1000)
key_a = Pin(KEY_A, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
key_b = Pin(KEY_B, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

FOCUS, SHORT, LONG = 25*60*1000, 5*60*1000, 15*60*1000
state, remain, round_no, posture = 'IDLE', FOCUS, 0, 'SIT'
last = time.ticks_ms(); last_stand = time.ticks_ms()

def buzz(ms, duty=300):

def draw():
    oled.fill(0)
    oled.text("Pomodoro", 0, 0)
    oled.text("State: " + state, 0, 14)
    oled.text("Left: %d" % (max(remain, 0) // 1000), 0, 28)
    oled.text("Round: %d" % round_no, 0, 42)
    oled.text("Posture: " + posture, 0, 56)
    oled.show()

while True:
    now = time.ticks_ms()
        remain -= time.ticks_diff(now, last)
        if remain <= 0:
            if state == 'FOCUS':
                round_no += 1
                buzz(800)
                if posture == 'SIT':
                state = 'SHORT' if round_no % 4 else 'LONG'
                remain = SHORT if state == 'SHORT' else LONG
            else:
                state = 'FOCUS'; remain = FOCUS; buzz(500)
    last = now

    if posture == 'SIT' and state == 'FOCUS' and time.ticks_diff(now, last_stand) > 20*60*1000:
        last_stand = now

    if key_a.value() == 0:
        time.sleep_ms(30)
        if key_a.value() == 0:
            if state == 'IDLE':
                state = 'FOCUS'; last = time.ticks_ms()
                state = 'PAUSE'
            else:
                state = 'FOCUS'; last = time.ticks_ms()
            while key_a.value() == 0: pass

    if key_b.value() == 0:
        time.sleep_ms(30)
        if key_b.value() == 0:
            posture = 'STAND' if posture == 'SIT' else 'SIT'
            last_stand = time.ticks_ms(); buzz(100)
            while key_b.value() == 0: pass

    draw()
    time.sleep_ms(100)