在本系列的前几篇博客中，我们有进行过温度传感器和光强传感器的实验。通过这些传感器，加上简单的编程技术，我们很容易获取这些环境数据。通过各种丰富的传感器，用树莓派可以非常容易的打造一款”简易气象站“。对于一个小型的气象站来说，除了需要收集温度和光照强度数据外，当前的天气状况也是必不可少的。本篇博客，我们将通过雨滴检测传感器实验来获取雨势信息。
一、雨滴检测传感器
本次实验使用的雨滴检测传感器模块如下图所示：
可以看到，此元件组由一个检测板和控制模块组成，两部分分开连接，便于将检测板放置到合适的检测位置，且检测板面积大，易于进行雨滴检测。
此传感器模块工作电路图如下所示：
在使用时，先将检测板的两个引脚与模块的只有两个引脚一侧的引脚相连(可以将检测板理解为两根不想交的导线，有雨水落下时，导线会联通)。
观察控制模块，可以看到其上封装了两个LED，其中一个LED是电源指示灯，当接通电源后会发光，另一个LED是信号灯，没有雨水的时候信号灯不亮，检测板上有雨水的时候信号灯亮。在检测是否下雨时，可以将检测板倾斜放置，有雨水流过即可改变电平信号的输出。控制模块中还自带一个调节电阻，调节此电阻可以设置传感器的灵敏度。控制模块的另一侧有4个引脚，分别为AO，DO，GND和VCC。其中，AO为模拟信号输出，可以通过这个引脚输出的信号来判断雨量的大小。DO引脚为数字信号输出，可以用这个引脚输出的信号判断检测板上是否有雨水，没有水滴时此引脚输出高电平，有水滴时此引脚输出低电平。
二、实验连线与编码
本次实验，我们将使用GPIO引脚直接获取雨滴检测模块的数字信号，并通过PCF8591来读取雨滴检测模块的模拟信号。首先，连线如下：
PCF8591与树莓派连接：
PCF8591 树莓派
SDA SDA
SCL SCL
VCC 5V电源
GND GND
雨滴检测模块：
雨滴检测模块 树莓派 PCF8591
VCC 5V
GND GND
AO AIN0
DO GPIO17(BCM编码)
完成了基础的连线，我们就可以开始编码工作了。关于PCF8591的使用，我们之前的博客有过详细的介绍，但是如果每次使用到数模转换时，都编写一遍PCF8591的控制代码会非常的麻烦，而且这也不是我们要核心关注的功能点，对于本实验来说，我们更多需要关注的是如何处理雨滴检测模块的数据，而不是DA转换相关逻辑，因此我们可以编写一套通用的PCF8591驱动代码，之后再使用到有模拟信号输出的元件时，直接使用此驱动即可。
需要注意，要使用PCF8591，不要忘记打开树莓派的I2C接口，接线完成后，使用如下指令可以查看设备地址：
sudo i2cdetect -y 1
完整代码如下：
#coding:utf-8
import smbus #在程序中导入“smbus”模块
# /dev/i2c-1
bus = smbus.SMBus(1) #创建一个smbus实例
# 初始化驱动模块 定义PCF元件地址
def init(addr):
global address
address = addr
# 读取某个通道的数据
def read(chn):
global address
if chn == 0:
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN0通道的数据
bus.write_byte(address,0x40)
if chn == 1:
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN1通道的数据
bus.write_byte(address,0x41)
if chn == 2:
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN2通道的数据
bus.write_byte(address,0x42)
if chn == 3:
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN3通道的数据
bus.write_byte(address,0x43)
bus.read_byte(address) # 空读一次，消费掉无效数据
return bus.read_byte(address) # 返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
def write(val):
global address
temp = val
temp = int(temp)
# 进行写数据操作
bus.write_byte_data(address, 0x40, temp)
实现水滴检测的代码如下：
#coding:utf-8
import pcf8591 as PCF
import RPi.GPIO as GPIO
import time
DO = 11
# 设置使用的引脚编码模式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(DO, GPIO.IN)
PCF.init(0x48)
while True:
print('------------分割线-------------')
rainDO = GPIO.input(DO)
print('是否检测到水滴：%s'%('否' if rainDO else '是'))
# 读取AIN0的模拟数据
rainAO = PCF.read(0)
print('雨水程度%d'%(255 - rainAO))
time.sleep(2)
在树莓派上运行上面程序，即可检测水滴情况。