קאפות

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף אורט ע"ש גרינברג‪ ,‬קרית טבעון‬

‫תלמידים‪ :‬אסף לב‪ ,‬דנה שטרן ואור צור‬
‫מנחים‪ :‬אסף צ'רטקוף‪ ,‬מיכאל משה‪ ,‬איתמר פיגנבאום ‪ /‬יועץ‪ :‬גיל הירשהורן‬

‫חוסם עורקים אוטונומי ‪Under pressure -‬‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫רקע לפרויקט‬

‫ • קריאת מאמרים ונתונים הסובבים חוסם עורקים ושיחה עם סגן‬ ‫על פי הנתונים מצה"ל‪ ,‬במהלך מבצע "צוק איתן"‪ 90% ,‬ממקרי המוות‬
‫מנהל בית חולים בעפולה‪ ,‬ד"ר גיל הירשהורן‪ ,‬שהיה גם ראש מחלקת‬ ‫שניתן היה למנוע הן כתוצאה מדימום‪ .‬עם זאת‪ ,‬כ‪ 20%‬מהטיפולים‬
‫טראומה בצבא‪ ,‬וראיונות עם פרמדיקים ואנשי רפואה וטכנולוגיה‬ ‫שכללו שימוש בחוסם עורקים נכשלו כאשר על פי רוב היה זה בגלל‬
‫טכניקת חסימה שגויה‪ .‬על חוסם העורקים להפעיל לחץ ברמה מסוימת‪,‬‬
‫שונים‪ ,‬על מנת לחדד ולדייק את מהות הבעיה‪.‬‬ ‫כאשר לחץ גבוה מן הנדרש עלול לגרום נזק לעצבים‪ ,‬לשרירים‪ ,‬לרקמות‬
‫• סקר שוק סביב המוצרים הקיימים כיום וחסרונותיהם ויתרונותיהם‪.‬‬ ‫ומכך לקטיעה או אף למוות‪.‬מצד שני‪ ,‬לחץ נמוך מדי לא יבצע חסימה‬
‫ • חקר בסיס על מערכות חסימת עורקים והחלטה סופית על מערכת‬
‫כראוי‪.‬‬
‫פנאומטית בהשראת טכנולוגיה של מד לחץ דם פנאומטי בייתי‪.‬‬ ‫לאדם המנסה לבצע חסימת עורקים בזמן לחץ‪ ,‬לדוגמא ‪ -‬לוחם בזמן‬
‫ • הגדרת רכיבי המערכת – הפעלת כל אחד מרכיבי המערכת בנפרד‬ ‫מלחמה‪ ,‬קשה להגיע ללחץ המדויק בזמן מהיר על מנת להציל את‬

‫על ידי קוד בסיסי‪.‬‬ ‫הפצוע‪.‬‬
‫ • התחלת הרכבת רכיבי המערכת ביחד וכתיבת קוד כולל לכל המערכת‪.‬‬
‫מטרת הפרויקט‬
‫הלבשת הרצועה והתחלת מערכת‬
‫הפתרון המוצע הוא חוסם עורקים אוטונומי אשר כל אחד‪ ,‬גם ללא ידע‬
‫פעולה – חסימה מלאה‬ ‫מקדים יוכל להשתמש בו ומאפשר חסימה אופטימלית שכוללת לחץ‬

‫פעולה – חסימה מלאה‬ ‫טיימר מתחיל‬ ‫הצגה ויזואלית של הזמן‬ ‫אידיאלי תוך זמן מהיר‪.‬‬
‫מתחילת החסימה‬
‫תיאור הפרויקט‬
‫אפשרות לשחרור‬
‫וניפוח לחץ אוטומטי‬ ‫בעת הפעלה‪ ,‬משאבה תתחיל ניפוח כרית אוויר‪ ,‬תוך בקרה מתמדת‬
‫ומבוקר לפי צורך‬ ‫של חיישן לחץ עד שהוא מזהה שאין דופק‪ ,‬כלומר יש חסימה מלאה‪.‬‬
‫החל מרגע החסימה‪ ,‬מתחיל טיימר על מנת לציין את הזמן שחלף מרגע‬
‫קליני‬ ‫החסימה‪ ,‬מידע שיכול לעזור למטופלים ובמקביל החיישן ממשיך בבקרה‬

‫פעולה – חסימה מלאה‪:‬‬ ‫מתמדת לבדוק שיש חסימה מלאה לאורך כל הזמן‪.‬‬
‫ניפוח‬
‫אין דופק‬ ‫בדיקת דופק‬ ‫עצירה‬

‫יש דופק (אין חסימה)‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף אורט ע"ש גרינברג‪ ,‬קרית טבעון‬

‫תלמידים‪ :‬תומר מיכאל‪ ,‬עודד מאיר‬
‫מנחים‪ :‬אסף צ'רטקוף‪ ,‬מיכאל משה‬

‫מקררומטר ‪MEKAREROMETER -‬‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫רקע לפרויקט‬

‫תחילה ביצענו סקר שוק‪ ,‬לבדוק אילו מוצרים קיימים נמכרים כיום‪ ,‬איזה‬ ‫לאחר חשיבה מרבית וביטול של הפרויקט הקודם (עקב הבנה שאיננו‬
‫מחשב ישרת את מטרת הפרויקט על הצד הטוב ביותר ובאיזו תכנה עלינו‬ ‫מסוגלים ליישמו ואי רצון של שאר חברי הקבוצה להמשיך ולעסוק בו)‬
‫להשתמש על מנת להפוך את הכל לנגיש ויעיל ביותר‪ .‬לאחר סקר השוק‬ ‫ישבנו ביחד כל הקבוצה ובעזרת סיעור מוחות חשבנו על רעיון שלא רק‬
‫החלטנו באילו רכיבים נשתמש וכיצד נבצע את הפרויקט‪ ,‬ומיד אחר כך‪,‬‬ ‫מסבר את האוזן לכל אחד מחברי הקבוצה הרב‪-‬תחומית‪ ,‬אלא גם מעניק‬
‫אתגר לכל חלק וחלק בקבוצה‪ .‬הפרויקט מדבר לכולנו שהרי לכולנו יש‬
‫למדנו כיצד לבצע אותו (את הפרויקט) והתחלנו במלאכה‪.‬‬ ‫מקרר בבית ולא פעם אחת קרה שבעודנו עומדים בסופר ומתלבטים האם‬
‫לקנת מוצר כלשהו‪ ,‬חומקת המחשבה לראשנו שקיים סיכוי שהמוצר קיים‬
‫תיאור הפרויקט‬
‫אצלנו בבית וחשש שמא יזרק‪.‬‬
‫המערכת כוללת כמה מצלמות המחוברת למחשב ראשי (‪Jestson Nano‬‬ ‫הבעיה היא כדלהלן‪ :‬המון פעמים איננו יודעים אילו מוצרים קיימים‬
‫של ‪ .)Nvidia‬המצלמות מצלמות בזמן אמת את תוכן המקרר ואמצעות‬ ‫אצלנו במקרר ואילו לא‪ .‬לעיתים המוצר קיים במקרר אך כמעט ריק ואיננו‬
‫אלגוריתם לזיהוי תמונה ולמידת מכונה המחשב מבדיל בין המוצרים‬ ‫יודעים זאת‪ .‬בחברת השפע שאנו חיים בה ההעדפה הטבעית היא לקנות‬
‫השונים‪ .‬לאחר ההבדלה המחשב מצליב את הנתונים עם משקל הנמצא‬ ‫מוצר נוסף למנוע את המצב שבו יגמר המוצר הנוכחי בעודנו מסתכנים‬
‫מתחת למוצרים וכך מצטיירת תמונת המצב הכוללת את סוג המוצר‬ ‫בזריקת אוכל עודף ובבזבוז מיותר של כסף ומשאבים‪ .‬קיימים שלל מוצרים‬
‫לפתרון הבעיה‪ -‬הכוללים מקררים חכמים בעלי דלת שקופה ומחשב כלול‬
‫המבוקש על ידי המשתמש וכמותו במקרר‪.‬‬ ‫המספקים מידע על תוכנו אולם עדיין נשארת הבעיה השורשית‪ -‬איננו‬
‫יודעים מה תוכנו של המקרר בעודנו במרחק רב ממנו‪ ,‬כדוגמת הסופר‪.‬‬
‫המשתמש מבקש לדעת מידע‬ ‫בנוסף‪ ,‬הם אינם נותנים מענה לבעיית המשקל ולכן גם במקרה שהמוצר‬
‫על מוצר מסוים‬ ‫נמצא במקרר איננו יודעים האם הוא מלא או ריק ולכן הבעיה עומדת על‬

‫המצלמות מצלמות את תוכן המקרר‬ ‫קנה‪.‬‬

‫המוצר‬ ‫מתבצע זיהוי תמונה על מנת לזהות‬ ‫המוצר‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫לא קיים‬ ‫את המוצר המבוקש‬ ‫קיים‬
‫במקרר‬ ‫במקרר‬ ‫מטרת הפרויקט שלנו היא לאפשר למשתמשים חופש פעולה מלא‪ -‬ליידע‬
‫אותם על כמות המוצרים ומצבם בכל מקום שבו יהיו‪ .‬היא עושה זאת‬
‫מתבצע זיהוי תמונה על מנת לזהות‬ ‫כשאר היא משלבת זיהוי תמונה ולמידת מכונה עם משקל הנמצא מתחת‬
‫את המוצר המבוקש‬ ‫למוצרים‪ .‬לאחר שמשיגה את הנתונים הנחוצים היא מתחברת לרשת‬
‫האינטרנט הביתית ומודיעה לך דרך אפליקציה מה מצב המוצרים‪ ,‬כך‬
‫המחשב יצליב בין נתוני זיהוי התמונה‬
‫לבין נתוני המשקל‬ ‫שלא תקנה מוצרים מיותרים‪.‬‬

‫וישלח הודעה למשתמש‬
‫עם פרטי המוצר‪-‬‬

‫האם צריך לקנות או לא‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף אורט ע"ש גרינברג‪ ,‬קרית טבעון‬

‫תלמידים‪ :‬אלעד טלי וגלעד קרטס‬
‫מנחים‪ :‬אסף צ'רטקוף‪ ,‬מיכאל משה ואיתמר פייגנבאום‬

‫נעמי‪ ,‬מערכת ניהול תרופות‬

‫מה חדשני?‬ ‫הרקע לפרויקט‬
‫המערכת שלנו היא גדולה יותר ממכשיר הממיין תרופות‪ .‬הרעיון החדשני‬
‫בה הוא החלפת הדרך שבה תרופות מגיעות בין היצרן לצרכן‪ .‬רעיון זה‬ ‫הרפואה המערבית מביאה אנשים שונים (בייחוד זקנים וחולים) ליטול‬
‫לא רק מקטין את הסכנה במיון תרופות אלא גם מבטל את הצורך בבתי‬ ‫כמות לא מבוטלת של תרופות בתדירויות שונות‪ .‬מצב זה מייצר אצל‬
‫אוכלוסיות שונות קשיים וסכנות שונות‪ ,‬הנעות בין אי שביעות רצון‬
‫מרקחת למשתמשים הנוטלים תרופות באופן קבוע‪.‬‬ ‫מהזמן שמושקע במיון ועד הסכנה שבלקיחת תרופות באופן לקוי או‬

‫הכנת תכנית שימוש למטופל‬ ‫תהליך הפיתוח‬ ‫שגוי‪.‬‬
‫לפי מרשמי הרופא‪.‬‬ ‫תהליכים שבוצעו‪:‬‬
‫התקנה וכיול המכשיר‬ ‫• סיקור המוצרים בשוק והחלטה‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫האם יש צורך ומקום למוצר‬
‫הפצת התרופות בקפסולות‬ ‫שלנו‪.‬‬ ‫המכשיר שאנחנו מתכננים בנוי לפתור את הקושי והסכנה של מבוגרים‬
‫ייעודיות לבית המשתמש‬ ‫• הפעלת מנועי סרבו כרכיב נפרד‬ ‫במיון וניהול התרופות שלהם‪.‬‬
‫הכנסת הקפסולה אל המכשיר‬ ‫ • מידול מודל תלת ממדי למערכת‬
‫זיהוי המכשיר את הקפסולה‬ ‫המכנית‪.‬‬ ‫תיאור הפרויקט‬
‫והתוכן שלה בעזרת ‪rfid‬‬
‫ראשית המשתמש ייצור תכנית שימוש בתרופות (רופא יכתוב מרשמים‪,‬‬
‫האם יש‬ ‫לא‬ ‫ • הפעלת מסך כאינטרפייס‬ ‫המרשמים נסרקים ונקלטים‪).‬‬
‫את כל התרופות‬ ‫בנפרד‪ +‬הפעלת רכיב ה‪rfid-‬‬
‫המכשיר טוען את התרופות באמצעות קפסולות שנשלחות ישר אל בית‬
‫בנפרד‪.‬‬ ‫המשתמש‪ ,‬במהלך טעינת המחסנית המכשיר מזהה את סוג התרופה‬
‫ • הפעלת רכיב החיבור לאינטרנט‪.‬‬
‫כן‬ ‫וכמות הגלולות במחסנית באמצעות רכיב ‪.rfid‬‬
‫התראה בזמן השימוש המיועד‬ ‫תהליכים מתוכננים שטרם בוצעו‪:‬‬ ‫לאחר קליטת הקפסולה המכשיר יתחיל לפעול לפי תכנית השימוש‪:‬‬
‫• הדפסת המערכת המכנית‪.‬‬
‫לפי תכנית השימוש‬ ‫• חיבור המערכת יחדיו‪.‬‬ ‫• יזהה את המשתמש‪.‬‬
‫זיהוי משתמש‬ ‫• הפעלת מערכת זיהוי (טביעת‬ ‫• ימיין את התרופות באמצעות מנועי סרבו שמתוכנתים לפי תכנית‬
‫השימוש‪ ,‬יתריע לפני זמן לקיחת התרופות הרצוי יחכה לתגובה‬
‫התראה לאחראי על‬ ‫מיון התרופות‬ ‫אצבע)‪.‬‬ ‫מהמשתמש בכדי שיוכל לאשר שהוא לוקח את התרופה וישלח מסר‬
‫נטילה שלא נלקחה‬
‫למטפלים במקרה ולא נלקחה תרופה‪.‬‬

‫לא‬ ‫המשתמש זוהה?‬ ‫כן‬ ‫והכנה לנטילה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף אורט ע"ש גרינברג‪ ,‬קרית טבעון‬

‫תלמידים‪ :‬ליאור צפריר ושיר כורה‬
‫מנחים‪ :‬איתמר פיגנבאום ואסף צ'רטקוף ‪ /‬יועץ‪ :‬ד"ר יעל הדר‬

‫סוויץ’‪switch ,‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫הפרויקט מורכב משני חלקים‪:‬‬ ‫במהלך השנים האחרונות חלה עלייה במספר תאונות הדרכים‪ ,‬מתוכן‬
‫אפליקציה וחומרה‪ .‬האפליקציה משמשת לבדיקת יכולותיו הקוגניטיביות‬ ‫‪ 5%‬נגרמות עקב נהיגה בשכרות‪ .‬הסיבה לכך היא שבעת שכרות חלה‬
‫של הנהג ומורכבת משני משחקים‪ .‬המשחק הראשון בודק מהירות‬ ‫האטה של עשרות אחוזים במהירות ודיוק התגובה של הנהג לצד האטה‬
‫תגובה ודיוק והמשחק השני מתרכז בהבנת הוראות ומהירות תגובה‪.‬‬ ‫משמעותית ביכולתו להבין הוראות‪ .‬במקביל‪ ,‬מספר הכלים הדו גלגליים‬
‫בנוסף קיים חלק החומרה המורכב ממסר‪ ,‬חיישן בלוטות' וחיישן תאוצה‪.‬‬ ‫וביניהם האופניים החשמליים עלה פי ‪ 250‬והאכיפה עליהם מועטה‪.‬‬
‫חיישן הבלוטות' מתקשר עם האפליקציה ובעת הצורך מאפשר לממסר‬
‫שנמצא בין הסוללה והמנוע של האופניים להעביר זרם ביניהם‪ .‬לצידם‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫יהיה חיישן תאוצה שיבדוק את דפוס הנסיעה של הנהג כדי לוודא‬
‫מטרת הפרויקט הינה לצמצם את מספר תאונות הדרכים שנגרמות עקב‬
‫שהוא אכן הנבדק‪.‬‬ ‫נהיגה בשכרות‪ .‬באמצעות המוצר שלנו נוכל למנוע מנהגים שיכורים‬
‫לעלות על האופניים החשמליים מלכתחילה ובכך לצמצם את הסכנה‬
‫הפעלת האפליקציה‬ ‫שהם מהווים לעצמם ולשאר משתמשי הדרך‪ .‬באמצעות המוצר אנו‬
‫התחלת משחק ראשון‬
‫מקוות להפוך את הכביש למקום בטוח יותר וקטלני פחות‪.‬‬
‫הנהג משחק‬
‫תהליך הפיתוח‬
‫ספירת זמן‬ ‫לא‬ ‫האם הנהג‬ ‫כן‬ ‫התחלת‬
‫עבר את המשחק?‬ ‫משחק שני‬ ‫את העבודה התחלנו מניסיון הפעלת רכיבי החומרה במערכת (בלוטות'‪,‬‬
‫ממסר‪ ,‬חיישן תאוצה) כל אחד בנפרד ולאחר מכן חיברנו אותם ביחד‪.‬‬
‫הנהג משחק‬ ‫לאחר מכן התחלנו לבנות את בשלבים את האפליקציה עד שהשלמנו‬
‫את שני המשחקים בה‪ .‬לאחר שחלק החומרה והתוכנה עבדו כל אחד‬
‫לא‬ ‫האם הנהג‬ ‫הדלקת ממסר כן‬ ‫מהם בנפרד הצלחנו לחבר באופן ידני את האפליקציה לבלוטות' שנמצא‬
‫עבר את המשחק?‬ ‫בחלק החומרה שבנינו‪ .‬במקביל אנחנו עושות חקר מדעי הכולל בתוכו‬
‫מחקר על האופניים החשמליים ועל יכולותיו הקוגניטיביות של הנהג‬

‫במצב שכרות‪.‬‬

‫ניתוק החיבור‬ ‫לא‬ ‫האם דפוס‬ ‫כן‬
‫בין הסוללה למנוע‬ ‫הנסיעה תקין?‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף אורט ע"ש גרינברג‪ ,‬קרית טבעון‬

‫תלמידים‪ :‬נועה רוזנבוים ודורון שאולי‬
‫מנחים‪ :‬איתמר פייגנבאום‪ ,‬מיכאל משה‪ ,‬אסף צ'רטקוף‬

‫צח”י ‪ -‬צמיד חכם יותר‬

‫לרצות ולשנות את המצב הנוכחי לטובת כל המעורבים‪ .‬עבודת הצוות‬ ‫הרקע לפרויקט‬
‫בינינו הייתה הרמונית וחברית וחלוקת העבודה הייתה שווה והוגנת‪.‬‬
‫התייעצנו זה עם זו על כל התקדמות או שינוי ועבדנו בשותפות מוחלטת‪.‬‬ ‫חניכים\חברי קבוצה נאבדים בטיולים ומתנתקים מהקבוצה או שגופם‬
‫במצברפואילאטובמהשיכוללהתבטאבהתעלפויות‪,‬פרכוסיםוכו'(דופק‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫חריג) ‪ -‬ולעיתים לא שמים לב למצבים אלו בגלל האינטנסיביות שבטיול‬

‫צמיד אלסטי דמוי שעון כאשר בתוך "צג" השעון יש ארדואינו זעיר‬ ‫מה שיוצר חוסר תשומת לב מספקת כלפי כלל פרטי הקבוצה‪.‬‬
‫אליו מחוברים חיישן דופק וחיישן ‪( RF24‬מערכת רדיו דו כיוונית)‪ .‬על‬
‫הצג עצמו תופיע ההתראה המתבקשת במקרים חריגים (בצמיד של‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫המדריך)‪ ,‬ואילו הצג שבצמיד של החניך לא יציג דבר‪.‬‬ ‫צמיד חכם שמתקשר בצורה חברתית‪ ,‬כך שאם חניך יוצא מטווח מוגדר‬
‫מראש‪ ,‬המדריך מקבל התראה‪ .‬כמו כן המדריך מקבל התראה אם חניך‬
‫נמצא בדופק מואץ\נמוך מדי על מנת שיהיה טיפול ומענה רפואי בשלב‬

‫כמה שיותר מוקדם‪.‬‬

‫חניך‬ ‫מדריך‬ ‫תהליך הפיתוח‬
‫התחלה‬ ‫התחלה‬ ‫הפרויקט עבר שינויים רבים לאורך הדרך‪-‬הבעיה נשארה זהה אך‬
‫תהליך התפקדות כללי‬
‫האם התקבלה‬ ‫לא‬ ‫הפתרונות היו אחרים‪ .‬תחילה חשבנו להתמקד במדדים כגון הזעה\‬
‫התפקדות?‬ ‫קרוב למכשול‬ ‫כמות שתיה או לבנות מכשיר שיתלבש על גב המטייל\‬

‫כן‬ ‫כן‬ ‫לא‬ ‫חסרים חניכים\‬ ‫יהיה בתוך התיק שלו\יהיה ניתן להדביקו על גבי הבגדים‪.‬‬
‫בדיקת דופק‬ ‫חכה ‪ X‬דקות‬ ‫זוהה דופק לא תקין‬

‫לבסוף החלטנו להתמקד בתקשורת רדיו ובחיישן הדופק‬
‫דופק לא תקין‬ ‫חסרים חניכים‬ ‫כי הרגשנו שפרמטרים אלה יהיו הכי מועילים למטרה של‬
‫התפקדות דופק ממוקדת ‪2X‬‬ ‫התפקדות ממוקדת‬ ‫המוצר‪ .‬ביצענו מחקר לגבי מצבים פיזיים חריגים בעת‬

‫בדיקת דופק ממוקדת‬ ‫לא‬ ‫דופק תקין‬ ‫כן‬ ‫שלח אות לפי‬ ‫שמטיילים בשטח‪ ,‬ואף יצרנו קשר עם בכירים בתנועת כן‬
‫‪TIME SLOT‬‬

‫דופק תקין‬ ‫כן‬ ‫הצופים אשר מארגנים ומוציאים לפועל טיולים מורכבים‬
‫וגדולים על בסיס קבוע והתייעצנו עימם בנוגע להאם התפקדותתקינה‬
‫הבעיה אכן רלוונטית‪ ,‬בנוגע ליעילות של הפתרון שלנו‬
‫לא‬ ‫וכו'‪ .‬שנינו מדריכים וחברים בתנועת הצופים כבר שנים לא‬
‫התראת דופק לא תקין‬ ‫רבות ולכן הבעיה מוכרת לנו מאוד ‪ -‬וזה מה שגרם לנו התראתחניכיםחסרים התראתדופקלאתקין‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף חוף הכרמל‪ ,‬מעגן מכאל‪ ,‬חוף הכרמל‬

‫תלמידים‪ :‬אלון גרנק‪ ,‬יונתן ים מיכלוביץ‬
‫מנחים‪ :‬אריה גורדון‪ ,‬דוד מלחוב‪ ,‬זאב ניסים‬

‫מערכת בינה מלאכותית לומדת למיון‬
‫יתושים אוטונומי‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫בפרויקט נבנתה מערכת ‪ XY‬הנעה מעל משטח עליו נחים יתושים מתים‬ ‫יתושים אחראים ליותר ממיליון מקרי מוות ממחלות בשנה בעולם (ארגון‬
‫באמצעות שני מנועי צעד עם בורגי הולכה ומזיזה ראש המחובר למשאבת‬ ‫הבריאות העולמי)‪ .‬מיון יתושים לפי מין הוא בעל חשיבות רבה במחקרם‬
‫ואקום שמרימה את היתושים‪ .‬המערכת מופעלת על ידי לוח ארדואינו‬ ‫לצרכים מחקריים ותפעוליים‪ .‬כיום המיון מתבצע ויזואלית על ידי מומחה‪,‬‬
‫המחובר ל‪ .Raspberry Pi-‬המערכת מזהה את מיקום היתושים על‬ ‫המסווג את היתושים לפי מאפיינים צורניים‪ .‬עבור כמויות יתושים גדולות‪,‬‬
‫המשטח באמצעות מצלמת רשת וקוד פתוח לעיבוד תמונה‪ .‬הראש‬ ‫התהליך דורש זמן רב‪ .‬מתוך כך ישנו מניע לאוטומצית מיון היתושים‪.‬‬
‫הנע יגיע למיקום כל יתוש‪ ,‬יזיזו לצילום במצלמת מיקרוסקופ ויכניס‬ ‫לסיווג יתושים עם בינה מלאכותית יש צורך במאגר תמונות מסווגות‬

‫אותו אל אחת מהמבחנות‪.‬‬ ‫מסיבי‪ ,‬שאינו בנמצא כיום‪.‬‬

‫העברת יתושים לצלחות‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫פטרי "קטנה"‬
‫פיתוח מערכת המסוגלת לבצע מיון אוטונומי ולבנות את מאגר המידע‬
‫שליפת יתוש בודד מצלחת‬ ‫הנחוץ לאימון אינטליגנציה מלאכותית לסיווג יתושים עצמאי‪ .‬המערכת‬
‫פטרי "קטנה"‬ ‫תעביר יתושים פזורים למבחנות לפי סיווגם למינים שונים‪ ,‬מבלי לפגוע‬
‫ביתושים‪ .‬המערכת תופעל בשלושה שלבים‪ :‬הראשון אמון על יצירת‬
‫צילום יתוש בודד לבניית‬ ‫מאגר הנתונים והשני יתווה באמצעותו רשת נוירונים‪ .‬בשלב השלישי‪,‬‬
‫מאגר מידע‪/‬לסיווג היתוש‬ ‫תשולב המערכת במעבדה ותבצע בה מיון יתושים אוטונומי‪ .‬כך תוכל‬

‫בהתאם לסוג היתוש‪,‬‬ ‫להחליף את המומחים ותקדם את מחקר היתושים‪.‬‬
‫הנחתו במבחנה המתאימה‬
‫תהליך הפיתוח‬
‫כן צלחת "קטנה" ריקה? לא‬
‫תכננו את מטרות המערכת‪ ,‬מכלוליה ועקרונות פעולתה‪ ,‬תוך יצירת‬
‫קשר עם מספר מומחים וביקורים במעבדותיהם‪ .‬שיקולינו בפיתוח היו‬
‫שבריריות היתושים‪ ,‬כוחות חשמליים ביניהם‪ ,‬ביצועי צילום דרושים לזיהוי‬
‫סימנים צורניים ואילוצים למיפויים על משטח המערכת ולהזזתם‪ .‬בדקנו‬
‫ביצועים של רכיבים אפשריים במערכת ‪ -‬צילום יתושים‪ ,‬הרמת יתושים‬
‫דרך תת‪-‬לחץ‪ ,‬שליטה בהנעת מערכת ‪ .XY‬אלו מעידים על היתכנות‬

‫התבססות המערכת המוצעת עליהם‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף חוף הכרמל‪ ,‬מעגן מכאל‪ ,‬חוף הכרמל‬

‫תלמידים‪ :‬נועה ליבפרנד‪ ,‬קרן אלדר‪ ,‬שובל אלקלאי‬
‫מנחים‪ :‬אריה גורדון‪ ,‬דוד מלחוב‪ ,‬זאב ניסים ‪ /‬יועץ‪ :‬אהרון רזנוב‬

‫פיזיוסקוף ‪Physio-scope -‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫הפרויקט מכיל שני רכיבים עיקריים‪ :‬הראשון‪ ,‬החיישן ‪-‬רכיב אלקטרוני‬ ‫בתהליך החשיבה המקדים אודות נושא לפרויקט מצאנו כי כל חברי‬
‫שיונגש במעטפת של כדור למטופל‪ .‬המטופל יידרש ללחוץ על הכדור‬ ‫הקבוצה עברו בעבר טיפולי פיזיותרפיה כלשהם; לכולם נותר זיכרון‬
‫ולהניע את היד במהלך המדידות‪ .‬החיישן ייספק נתונים של זוית‬ ‫עמום לגבי יעילות הטיפול שעברו‪ .‬כיום‪ ,‬משתמשים מטפלים בשתי שיטות‬
‫התנועתיות במרפק‪ ,‬והלחץ שהיד מפעילה‪ .‬הרכיב השני הינו תוכנת‬ ‫לביצוע מעקב אחר מטופלים‪ :‬ע"י ביצוע סקר אישי בכל טיפול על מנת‬
‫ניהול המקבלת את נתוני החיישן‪ ,‬מעבדת אותם ומנגישה את הנתונים‬ ‫לקבל את מדד אודות תחושת המטופל‪ ,‬או לחילופין צילום המטופלים‬
‫כפלט גרפי בממשק עבור המטפל והמטופל‪ .‬נתוני החיישן מועברים‬ ‫וניתוח הסרטונים מטיפול לטיפול‪ .‬ניתוח השיפור הינו סוביקטיבי ולא‬
‫מדוייק מה שמביא לירידה במוטיבציה להמשך הטיפולים לאורך זמן‬
‫לשרת הניהול בתקשורת אלחוטית (‪.)wifi‬‬
‫אצל מטופלים‪.‬‬
‫חיישן – מדידת נתונים‬ ‫העברת נתוני מדידה‬ ‫עיבוד נתונים‬
‫תוך כדי תנועת המטופל‬ ‫לשרת‬ ‫והכנתם לתצוגה‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫שיקוף נתונים והצגתם‬ ‫מטרת הפרויקט היא לתת כלי שינטר את שינוי התנועתיות בעקבות‬
‫בממשק למשתמש‬ ‫טיפולי פיזוטרפיה וייתן ביטוי אמפירי למרחב תנועת המטופל‪ .‬הביטוי‬
‫הכמותי יאפשר למטפלים לשקף בצורה מדוייקת למטופלים האם חל‬
‫שינוי באזור המטופל‪ ,‬האם חל שיפור או חלילה הרעה באזור המטופל‬

‫מבלי שנתונים אלה יסתמכו על תחושות ורגשות אלא על מדידה‪.‬‬

‫תהליך הפיתוח‬

‫תהליך הפיתוח החל במחקר שוק והגדרת צרכי המטפלים והמטופלים‪.‬‬
‫המחקר כלל פגישות עם גורמים מקצועיים וסקר מקיף בקרב מטופלים‪.‬‬
‫לאחר איסוף נתוני מחקר השוק הצוות ניגש להגדרת המוצר ותכולת‬
‫רכיבי הפרויקט‪ :‬המוצר יכלול רכיב אלקטרוני למדידה וממשק תוכנה‬
‫שיקבל את הנתונים ויציגם בצורה נגישה למטפל‪ .‬צוות הפרויקט החליט‬

‫להתמקד במוצר שיותאם למדידת תנועתיות במרפק‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫עירוני ע"ש משה שרת‪ ,‬נתניה‬

‫תלמידים‪ :‬דרור גרינטל‪ ,‬דניאל שצ'וצ'ינסקי‬
‫מנחה‪ :‬ראובן דינוביץ'‬

‫מערכת לאיתור דליפות מים בצנרות בינעירוניות‬

‫ • השלב השני‪ :‬התפשטות המים במרחב בצורה מעגלית‪ ,‬כך שקוטר‬ ‫רקע לפרויקט‬
‫המעגל גדל לאורך זמן‪ .‬בעקבות עקרון הנימיות המים מתפשטים‬
‫בקרקע לאורך זמן‪ ,‬בצורה מעגלית ובקצב קבוע‪ .‬לאחר שזיהינו נקודה‬ ‫משבר המים העולמי הינו מצבם של משאבי המים העולמיים יחסית‬
‫"חשודה"‪ ,‬נחקור אותה לארך זמן‪ .‬במידה וגודל הנקודה הולך וגדל‬ ‫לדרישה האנושית‪ ,‬החל משנת ‪ 1970‬ועד היום‪ .‬ההיבטים העיקריים של‬
‫בקצב קבוע‪ ,‬נוכל להסיק שבמקום זה קיימת דליפה‪ .‬במידה וגודל‬
‫הנקודה לא גדל‪ ,‬או גדל בצורה לא מעגלית ובקצב לא אחיד‪ ,‬נוכל‬ ‫משבר המים העולמי הם מחסור כללי במים מתוקים וזיהום מים‪.‬‬
‫כיום‪ ,‬רוב המים למשק הביתי והחקלאי מועברים באמצעות צנרות או‬
‫להסיק שהגורם ללחות הקרקע הוא גורם חיצוני‪.‬‬ ‫תעלות להובלת מים‪ ,‬ולכן‪ ,‬דליפות מים בצנרות בינעירוניות נחשבות‬
‫מערכת הפרויקט תכלול רחפן ועליו מצלמה תרמית‪ ,‬שירחף מעל‬ ‫לחלק גדול ממשבר המים‪ .‬הבנק העולמי מעריך כי בממוצע בין ‪25‬‬
‫מערכת צנרות בינעירונית‪ .‬המצלמה תצלם תמונות בפרקי זמן קבועים‪,‬‬ ‫ל‪ 30-‬אחוזים מסך צריכת המים בעולם הולכת לאיבוד בדליפות לפני‬

‫ובאמצעות השוואת התמונות‪ ,‬נוכל לנתח את ההבדלים ביניהם‪.‬‬ ‫שהמים מגיעים לצרכנים‪.‬‬
‫ליישום הפרויקט בשימוש במצלמה תרמית כמה יתרונות‪:‬‬
‫מטרת הפרויקט‬
‫‪ .1‬תדירות צילום גבוהה ‪ -‬בעזרת שימוש ברחפן‪ ,‬נוכל לצלם תמונות‬
‫מהקרקע לעיתים תכופות יותר‪ ,‬דבר המייעל את תהליך זיהוי מיקום‬ ‫מטרת הפרויקט שלנו היא לתת פתרון לבעיות הקיימות במוצרי איתור‬
‫דליפות הקיימים כיום בשוק באמצעות מערכת האיתור שלנו‪ .‬כיום יש‬
‫הדליפה‬ ‫בשוק מוצרים רבים לאיתור דליפות מים אך הבעיה בהם היא שהם‬
‫‪ . 2‬זמינות המערכת ‪ -‬השימוש ברחפן הופך את מערכת הפרויקט‬ ‫ידניים‪ ,‬כלומר‪ ,‬לא ניתן להשתמש בהם עבור בדיקה של שטחים נרחבים‬

‫לנגישה לתיקון נזקים‪.‬‬ ‫של צנרות ולכן הם לא מתאימים לבדיקת צנרות בינעירוניות‪.‬‬

‫מיקום הדליפה‬ ‫תוכנת מחשב‬ ‫מצלמה תרמית‬ ‫שינויים בטמפרטורת‬ ‫תיאור הפרויקט‬
‫מערכת ‪GPS‬‬ ‫הקרקע‬
‫הפרויקט שלנו מתבסס על קליטת שינויים בטמפרטורת הקרקע‪,‬‬
‫המחולקת לשני שלבים‪:‬‬

‫ • השלב הראשון‪ :‬נוצר ברגע היווצרות הדליפה והוא ההבדל בין קרקע‬
‫יבשה לבין קרקע לחה‪ .‬אנחנו מצלמים תמונות קרקע תרמיות ורגילות‬
‫באופן רציף‪ .‬כאשר אנחנו מבחינים בשינוי משמעותי בטמפרטורה‬
‫באותה נקודה בין שתי תמונות רצופות‪ ,‬הנקודה הופכת ל"חשודה"‬

‫להיווצרות דליפה‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫עירוני ע"ש משה שרת‪ ,‬נתניה‬

‫תלמידים‪ :‬אריאל גנופולסקי‪ ,‬יורי יונצוב‬
‫מנחה‪ :‬ראובן דינוביץ'‬

‫זיהוי והתראה על זיהומי אוויר‬

‫את רוב המידע שלנו קיבלנו ממאמרים ברשת האינטרנט וממרצים שונים‬ ‫רקע לפרויקט‬
‫אשר מומחים בתחומים אותם חקרנו‪.‬‬
‫במציאות הקיימת כיום בעולם כולנו חשופים לזיהום אוויר ברמה כזו‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫או אחרת‪ .‬לפי ארגון הבריאות העולמי‪ ,‬זיהום אוויר הוא גורם סיכון‬
‫משמעותי למספר בעיות בריאות מסוכנות כמו‪ :‬שבץ מוחי‪ ,‬מחלת לב‪,‬‬
‫הרעיון שלנו הוא לזהות ולהתריע ישירות לרשויות ולתושבים על זיהומי‬ ‫מחלת ריאות חסימתית כרונית (‪ ,)COPD‬סרטן ריאות ומחלות נשימה‬
‫אוויר שונים באזור שבו הם מתגוררים או אליו הם מתעתדים להגיע‪.‬‬ ‫מדבקות (כמו דלקת ריאות‪ ,‬שחפת)‪ .‬אנו מעוניינים בלסייע ולהציל כמה‬
‫באמצעות מצלמה אופטית נוכל לזהות את הגזים ע"פ תכונות כמו צבע‬ ‫שיותר אנשים מפני היחשפות לאוויר מזוהם‪ .‬כיום קיים פתרון בדמות‬
‫וצורה‪ ,‬ובעזרת מצלמה תרמית נזהה את המזהמים לפי חום‪ .‬המיקומים‬ ‫אפליקציית בריזומיטר‪ ,‬אך אפליקציה זו מציגה רק את אחוז הזיהום‬
‫של המקומות שבהם יש ריכוז גבוה של גזים רעילים‪ ,‬יוצגו באמצעות‬ ‫הנוכחי בכל מקום‪ ,‬ולא מציגה את המידע אודות הגזים המזוהמים בצורה‬
‫קואורדינטות המציגות את נתוני קווי האורך והרוחב של המיקום על‬
‫פני כדה"א‪ .‬באמצעות שימוש בתצלומים שנלקחו בפרקי זמן שונים‬ ‫שהתושבים יבינו את השפעות הזיהום‪.‬‬

‫אבל עוקבים מצאנו וחישבנו את כיוון ומהירות תנועת האוויר‪.‬‬ ‫מטרת הפרויקט ‬

‫במקרה הצורך‪,‬‬ ‫התוכנה מבצעת עיבוד תמונה‬ ‫מצלמות הלוויין לוקחות‬ ‫פיתוח מערכת שתזהה זיהומי אוויר באמצעות צילום מלוויין‪ ,‬המערכת‬
‫המצלמה התרמית לוקחת‬ ‫ומזהה האם מדובר במזהם‬ ‫שתי תמונות‪,‬‬ ‫תחשב לאן הזיהום עתיד להגיע ומתי‪ .‬המטרה היא להציג את הנתונים‬
‫אופטית ותרמית‬ ‫אודות זיהומי האוויר באזורים השונים באמצעות מפה עולמית של ניבוי‬
‫תמונה נוספת‬ ‫פוטנציאלי‬ ‫זיהומי אוויר עתידיים‪ .‬זאת על מנת שכל משתמש יוכל לבדוק אם לאיזור‬
‫שלו עתיד להגיע זיהום אוויר‪ .‬התושבים והרשויות המקומיות באותם‬
‫התוכנה מחשבת את כיוון‬ ‫נשלחת התראה ליישובים‬
‫ומהירות תנועת הזיהום‬ ‫שנמצאים במסלול‬ ‫אזורים יוכלו להיערך בהתאם‪.‬‬
‫תנועת הזיהום‬
‫תהליך הפרויקט‬

‫תחילה חקרנו נושאים שונים בעלי הקשר לנושא ואז העלינו את התוצאות‬
‫והמסקנות על הכתב‪ .‬בעזרת נציגים מהמכון למחקר ביולוגי בישראל‬
‫(‪ )IIBR‬אשר פיתחו ניסויים המאפשרים זיהוי של גזים לפי חום ע"י צילום‬
‫מספר תמונות ושינוי אורכי גלי האינפרא אדום ביניהן‪ ,‬יכולנו להשתמש‬
‫בתוצאות ולהעביר אותן לפרויקט‪ .‬במהלך הפיתוח היינו צריכים להחליט‬

‫על סוגי הגזים והאזורים שנתרכז בהם‪ ,‬דרך העברת המידע ולמי‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫עירוני ע"ש משה שרת‪ ,‬נתניה‬

‫תלמידים‪ :‬שון בורטניק‪ ,‬ליעם בן יקר‬
‫מנחה‪ :‬ראובן דינוביץ'‬

‫מניעת תאונות חלל באמצעות מצלמה לווינית‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫בפיתוח הפרויקט התרכזנו בפיתוח תוכנה שיכולה לאתר ולמפות גופים‬ ‫כיום קיימת כמות עצומה של פסולת במסלולים סביב כדה"א‪ .‬רק ‪37.5%‬‬
‫וחלקיקים הנעים בחלל הריק‪ .‬השתמשנו בשפת ‪C# Windows form‬‬ ‫מהלוויינים השלמים (לוויינים שעדיין מסתובבים סביב כדה"א) עדיין‬
‫‪ .Application‬בדקנו בכמה מצלמות נצטרך להשתמש וזוויות וכיווני‬ ‫פעילים‪ .‬כמות הלוויינים סביב כדה"א ביולי ‪ 2019‬הייתה ‪ 4987‬לוויינים‪,‬‬
‫צילום‪ ,‬כדי להימנע מהפרעות שיכולות לנבוע מפני השטח של כדור‬ ‫מה שאומר שרק ‪ 1870‬מהם עדיין פעילים בהתאם לתפקיד שיועד‬
‫הארץ‪ .‬בדקנו אילו גופים שחשוב שנזהה ומה ההסתברות של התנגשות‬ ‫להם‪ .‬רוב ה‪"-‬זבל בחלל הקרוב" נמצא במסלול ה‪ ,LEO-‬נעים בו גם‬
‫עם גופים זעירים או גדולים‪ .‬בדקנו כיצד ניתן לחשב מהתמונות נתונים‬ ‫כ‪ 70-‬מיליון חלקיקי פסולת מסנטימטר אחד ועד יותר מ‪ 10-‬סנטימטר‪,‬‬

‫כמו מהירות‪ ,‬מרחק מהמצלמה‪ ,‬גובה אורביט וגודל של הגוף‪.‬‬ ‫שמסתובבים סביב כדה"א‪.‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫הרעיון שלנו הוא פיתוח מערכת מעקב מבוססת על רשת לוויינים זולים‬ ‫החלטנו להתמקד בהתנגשויות בחלל בגלל שתי סיבות מרכזיות‪:‬‬
‫מסוג ‪( U3‬גודלם בערך כ‪ 30-‬סמ"ק) שמתקשרים כיחידה אחת כדי‬ ‫הראשונה התנגשות יוצרת נזקים לתעשייה הלוויינית‪ ,‬הסיבה השניה‬
‫לזהות ולמפות ענני פסולת גדולים יחסית במסלול‪ LEO‬וזאת באמצעות‬ ‫כל התנגשות מחמירה את המצב הקיים‪ .‬כל סוג של פסולת בחלל הוא‬
‫מצלמות אופטיות‪ .‬התמונות מועברות לתחנת קרקע הממוקמת על פני‬ ‫מסוכן‪ ,‬במיוחד משום שהפסולת נעה במהירות גבוהה (הקפה של כדה"א‬
‫כדור הארץ והמידע מנותח באמצעות התוכנה שפיתחנו והמשתמשת‬ ‫במספר שעות) ולכן לא משנה איזו פגיעה תהיה בלוויין או בגוף הסובב‬
‫בטכנולוגיות הגרפיקה הממוחשבת‪ .‬האפליקציה מנתחת ומחשבת את‬ ‫סביב כדה"א‪ ,‬הפגיעה תגרום לנזק בלתי הפיך לגוף‪ .‬בנוסף‪ ,‬כל התנגשות‬
‫המהירות ומסלול התנועה של הגוף שאותר בתמונה‪ .‬המידע נשמר‬ ‫תגדיל את הסיכוי לעוד התנגשויות‪ .‬בעצם‪ ,‬פגיעה בלוויין פעיל אחד‬
‫יכולה לגרום להתווספות של עד מיליוני חלקיקים בגדלים שונים ובכך‬
‫במאגר נתונים‪.‬‬
‫הסיכוי להתנגשות נוספת יגדל וחוזר חלילה (אפקט כדור השלג)‪.‬‬

‫שמירה במאגר‬ ‫חישוב מהירות גוף‬ ‫איתור ענן פסולת‬ ‫מצלמה אופטית‬ ‫‪ 3U‬לווייני‬
‫נתונים‬ ‫ומסלול‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫עירוני ע"ש משה שרת‪ ,‬נתניה‬

‫תלמידים‪ :‬אלינור קוסטיוקובסקי‪ ,‬תומר אינגבר‬
‫מנחה‪ :‬ראובן דינוביץ'‬

‫מעקב אחר דובי קוטב באמצעות מצלמה לוויינית‬

‫‪ ,GPS‬בעזרתן נאתר את מיקומו המדויק של הדוב אותו נזהה ואת מצבו‬ ‫הרקע לפרויקט‬
‫התזונתי‪ ,‬וכמובן עלות מול תועלת‪ ,‬שכן אנו רואים בפרויקט שלנו ערך‬
‫עליון של שימור עולם החי‪ .‬התעסקנו במצלמה תרמית וביצענו ניסויים‬ ‫דובי הקוטב הם טורפי‪-‬על יבשתיים‪ ,‬המצויים באזור הארקטי והם‬
‫נמצאים במצב שימור פגיע‪ .‬תזונתו מבוססת על שומן כלבי ים‪ .‬פעילות‬
‫כדי לקבל מפה תרמית של האזור הארקטי‪.‬‬ ‫הציד של דובי הקוטב נעשית בחורף‪ ,‬שכן אזור הציד שלהם (הקרחונים)‪,‬‬
‫ניתך במהלך הקיץ‪ ,‬תקופה בה הדובים משתמשים במאגרי השומן שאגרו‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫בחורף‪ .‬בעקבות ההתחממות הגלובלית‪ ,‬זמן החורף מתקצר‪ ,‬וצפוי שעד‬
‫סוף המאה הנוכחית לא יהיה יותר כיסוי קרח על פני הים הארקטי‬
‫הפרויקט הינו תוכנה אשר מבוססת על כלי עבודה נפרדים‪ ,‬ומטרתה‬ ‫בחורף‪ .‬עקב כך‪ ,‬נחשף כי שני שלישים מאוכלוסיית דובי הקוטב עלולים‬
‫ללכוד בכל פעם שתי תמונות‪ ,‬בספקטרום האופטי והתרמי‪ ,‬ממצלמה‬
‫המובנית בלוויין‪ ,‬אשר מבצע הקפה אורכית (על קווי האורך של כדור‬ ‫להיכחד תוך ‪ 50‬שנה‪.‬‬
‫הארץ‪ ,‬כלומר ערך קווי הרוחב הוא המשתנה בהקפה) כל שעתיים‬
‫ומשמונה דקות בתדירות קבועה‪ .‬התוכנה מנסה לזהות דוב‪ ,‬ואם זיהתה‪,‬‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫בודקת את מצבו ומיקומו‪ .‬אם הדוב נמצא בסכנת רעב‪ ,‬באזור מחוץ‬
‫לאזור הצייד‪ ,‬תישלח התראה‪ .‬לאחר ההתראה‪ ,‬יישלח רחפן לאזור‬ ‫מטרת הפרויקט היא לנסות לשמר את אוכלוסיית דובי הקוטב ככל שניתן‪,‬‬
‫הנתון‪ ,‬אשר יקרין על המשטח תמונה של כלב ים עד להגעה לאזור צייד‪.‬‬ ‫המערכת מחולקת לשני שלבים‪:‬‬

‫רחפן נשלח‬ ‫זיהוי מאפייני‬ ‫קליטת מיקום‬ ‫עיבוד המידע‬ ‫הלוויין מצלם‬ ‫‪ . 1‬תוכנה הקולטת תמונות ממצלמה לוויינית ומזהה דובי קוטב הנתונים‬
‫ומקרין תמונה‬ ‫מצוקה‬ ‫‪GPS‬‬ ‫שתי תמונות‬ ‫בסכנת רעב ונמצאים מחוץ לאזורי הצייד‬
‫של כלב ים‬ ‫אצל הדוב‬
‫‪ . 2‬מכוונת אותם אל אזורי צייד הקרובים ככל האפשר אל מיקומם‬
‫הנוכחי‪.‬‬

‫העלמות דובי הקוטב תגרום לגידול בלתי נישלט של אוכלוסיית כלבי הים‬
‫אשר תגרום להידלדלות של הדגה בים שהיא מקור המזון של כלבי הים‪.‬‬

‫תהליך הפיתוח‬

‫לאחר שנה של מחקר‪ ,‬גיבשנו רעיון לדרך התמודדות עם מצב דובי הקוטב‪.‬‬
‫התעסקנו בתוכניות של עיבוד תמונה‪ ,‬דרישות מהמערכת‪ ,‬שבזכותן‬
‫הפרויקט יוכל לצאת לפועל‪ ,‬כגון רזולוציית המצלמה הדרושה ומספר‬
‫הפיקסלים המייצגים את דב הקוטב בתמונה‪ ,‬מסלול הלוויין‪ ,‬מחרוזות‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫עירוני ע"ש משה שרת‪ ,‬נתניה‬

‫תלמידים‪ :‬טטיאנה גיריה‪ ,‬מקסים פישמן‬
‫מנחה‪ :‬ראובן דינוביץ'‬

‫מערכת מעקב ובקרה אחרי גזי חממה‬
‫באדמות קיפאון עד‬

‫של קצב פליטת הגזים בתלות בזמן ובטמפ' האדמה אנחנו זקוקים‬ ‫תיאור הבעיה‬
‫לחיישני ‪ CO2‬שיונחו באזורים שונים בחוג הקוטב הצפוני בשילוב עם‬
‫מצלמה תרמית שתצלם מהחלל את אותם אזורים‪ .‬ביצענו מספר ניסויים‬ ‫באזורים נרחבים בחוג קוטב הצפוני כלואים גזים ופחמן אורגני מתחת‬
‫כחלק מהמחקר‪ .‬הקפאנו אדמה וצילמנו אותה מתחממת לטמפ' החדר‬ ‫לשכבות של אדמה קפואה‪ ,‬תופעה שנקראת קיפאון עד‪ .‬כשהאדמות‬
‫בהפרשי זמן של דקה אחת‪ .‬לאחר מכן בנינו גרף של טמפ' כפונקציה‬ ‫מתחממות עקב אפקט החממה‪ ,‬חיידקים שנמצאים באדמות האלו‬
‫של הזמן שעבר מתחילת הניסוי‪ .‬ביצענו ניסוי נוסף ובו הקפאנו שכבות‬ ‫מתחילים לפרק את הפחמן האורגני וגזים כמו פחמן דו חמצני ומתאן‬
‫אדמה בטמפרטורות שונות כדי לבדוק את השפעת השכבות התחתונות‬ ‫משתחררים מהאדמה‪ .‬הגזים עולים לאטמוספירה ומעלים את ריכוז גזי‬
‫על הפשרת השכבה העליונה‪ .‬בניסוי האחרון‬ ‫החממה‪ ,‬זהו תהליך שמאיץ מאד את ההתחממות הגלובלית שבתורה‬
‫שילבנו אדמה קפואה עם קרח יבש ומדדנו את‬ ‫מסלול פולרי‬ ‫מאיצה יותר את פליטת הגזים וחוזר חלילה‪ .‬בעיה נוספת היא שכרגע‬
‫קצב הפליטה של הגז ‪ CO2‬כתלות בטמפ'‪.‬‬ ‫מסונכרן עם השמש‬ ‫מצלמה תרמית‬ ‫אין מודעות למצב באדמות קיפאון העד והמחקר שנעשה עד היום‬

‫בנושא מועט‪.‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫לוויין‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫פיתוח אפליקציה שמעבדת את התמונות‬ ‫מערכת ממוחשבת‬ ‫‪ . 1‬ליצור מעקב נרחב וממוחשב אחרי‬
‫המתקבלות ממצלמה תרמית לוויינית שמקיפה‬ ‫אופיין פליטת גזים‪-‬‬ ‫קצב פליטת גזי החממה מאדמות‬
‫את כדור הארץ ומחיישנים שהונחו במקומות‬ ‫קיפאון העד וההשפעה שיש לכך על‬
‫שונים באדמות קיפאון העד‪ .‬הלוויין עליו מותקנת‬ ‫קצב התחממות‬
‫המצלמה נע במסלול פולרי בסנכרון עם השמש‪,‬‬ ‫תמונות תרמיות מצלם‬ ‫פליטה של גזים‬ ‫כדור הארץ‪.‬‬
‫בצורה כזו המצלמה תמצא מעל אותם אזורים‬ ‫חוג הקוטב הצפוני‬ ‫קוטב דרומי‬ ‫נתונים‬ ‫‪ . 2‬להבין את התופעה יותר לעומק‪.‬‬
‫באותם שעות‪ .‬על ידי שילוב הנתונים של זמן‬ ‫אדמות קיפאון עד‬ ‫‪ .3‬להעיר את תשומת הלב העולמית‬
‫הצילום‪ ,‬טמפרטורת האדמה וכמות הגזים‬ ‫לתופעה לפני שיהיה מאוחר מדי‪.‬‬
‫הנפלטים ניתן יהיה לבנות אופיין שמתאר את‬ ‫מכיל‬
‫קצב הפליטה של הגזים‪ ,‬להתריע על מצבים‬ ‫פחמן דו חמצני‬ ‫מודדים‬ ‫תהליך הפיתוח‬
‫פליטה‬
‫קיצוניים וללמוד על התופעה‪.‬‬ ‫מתאן‬ ‫חיישנים‬ ‫בתחילת הפרויקט עברנו דרך מספר‬
‫רעיונות ובסוף החלטנו על פיתוח מערכת‬
‫גזי חממה‬ ‫שתעקוב אחרי אדמות קיפאון העד‪.‬‬
‫הגענו למסקנה שכדי לבנות אופיינים‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫עירוני ע"ש משה שרת‪ ,‬נתניה‬

‫תלמידים‪ :‬אלירן בראון‪ ,‬טים טוניצקי‬
‫מנחה‪ :‬ראובן דינוביץ'‬

‫חקלאות על מים מזוהמים בעזרת כוחות טבעיים‬

‫מתכתיים קלים מהמים‪ .‬לכן בסופו של תהליך פיתחנו סנן המבוסס על‬ ‫הרקע לפרויקט‬
‫גלעין האבוקדו כמצע על רפסודה שמיועדת לגידולים חקלאיים על מים‬
‫את הרעיון לפרויקט קיבלנו מהמנחה שלנו כאשר סיפר לנו על אירוע‬
‫מזוהמים‪.‬‬ ‫בארה"ב שבו חסה שהושקתה במים מזוהמים‪ ,‬גרמה להרעלתם של‬
‫מאות אנשים‪ .‬הפרויקט שלנו מנסה להתמודד עם שתי בעיות‪ :‬מצוקת‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫המים העולמית ובעיית המחסור בשטח חקלאי ובכל יום המצב רק הולך‬
‫ומחמיר‪ .‬כמו כן גם מצוקת המים העולמית הולכת ומחמירה כאשר מאגרי‬
‫הרעיון הוא לגדל גידולים חקלאיים על רפסודה שמונחת על מאגר מים‬ ‫מים רבים הולכים ומזדהמים‪ .‬נכון להיום‪ ,‬קיימת חקלאות מועטה על פני‬
‫מזוהמים‪ .‬המצע הראשון על הרפסודה הוא הסנן שמבוסס על אדמת‬
‫חמרה המעורבת בגרעיני אבוקדו טחונים‪ .‬השכבה השנייה תהייה אדמת‬ ‫המים אך היא מתקיימת רק על מים נקיים‪.‬‬
‫חמרה עם חומרי דישון והשכבה השלישית גידולים חקלאיים‪ .‬הרפסודה‬
‫תצוף על מאגר המים המזוהם‪ .‬הכוחות הנימיים של האדמה והצמחים‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫ימשכו את מולקולות המים כלפי מעלה‪ ,‬המים יעברו דרך הסנן אשר‬
‫יספוג את הזיהומים הבקטריאליים והמתכתיים ויגיעו באיכות טובה אל‬ ‫מטרת הפרויקט היא לתת פתרון זול ויעיל בתחום החקלאות אשר‬
‫מיועד בעיקר למדינות מתפתחות אבל לא רק‪ ,‬וזאת ע"י פיתוח מערכת‬
‫הגידולים החקלאיים‪.‬‬
‫שמאפשרת לגדל יבולים על פני מים מזוהמים‪.‬‬
‫הרפסודה מונחת על מים מזוהמים‬
‫סנן‬ ‫תהליך הפיתוח‬

‫אדמת חמרה עם גלעין‬ ‫תחילה‪ ,‬הרעיון שלנו היה לסנן את המים באמצעות שימוש באוסמוזה‬
‫אבוקדו טחון‬ ‫הפוכה ובממברנות אולם תוך כדי פתוח הסתבר לנו שלשם כך נדרשת‬
‫אנרגיה רבה‪ .‬שינינו כוון שבו חשבנו לנצל את כוח הציפה‪ ,‬כוחות נימיים‬
‫המים עולים ומסוננים‬ ‫וחוק הכלים השלובים כלומר כוחות טבעיים‪ ,‬אשר יאפשרו להפיק‬
‫בשל תופעת הנימיות‬ ‫מים ראויים לשימוש מתוך מאגר מים מזוהם‪ .‬במהלך המחקר נתקלנו‬
‫המים מגיעים אל הצמחים‬ ‫במאמר אשר סקר את סגולות הסינון של גלעין האבוקדו‪ .‬להפתעתנו‬
‫גילינו שבוגרת המגמה עסקה בנושא בשנת הלימודים הקודמת תשע"ט‪.‬‬
‫פנינו אליה והיא שמחה לספק לנו את תוצאות המחקר שבוצע על‬
‫ידה בטכניון‪ .‬הסתבר לנו שגרעין האבוקדו בשילוב עם אדמת חמרה‬
‫שיש לה כוחות נימיים מסוגלים לסנן זיהומים בקטריאליים וזיהומים‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫קריית החינוך למדעים‪ ,‬רחובות‬

‫תלמידים‪ :‬יונתן דולגופיאטוב‪ ,‬נועם בר‪-‬אוריון‪ ,‬ארז לוין‬
‫מנחים‪ :‬שרית זלצמן‪ ,‬יעקב מועלם‪ ,‬דניאל הלבריך‬

‫יועצים‪ :‬מיכאל ברגר‪ ,‬זאב מילר‪ ,‬נחמן סער‪ ,‬מיכאל מיכאלי‬

‫מדמה לוויין לצילום בתחום התרמי (‪)IR‬‬
‫והאור הנראה ‪ -‬אגירת נתונים ועיבוד תמונה‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫במהלך הפיתוח חקרנו ובדקנו התאמה של מצלמות שונות – באור‬ ‫בעולם נעשה שימוש רב בלווייני צילום מתקדמים המצלמים בתחום‬
‫הנראה ומצלמות תרמיות (‪ ,)IR‬המתאימות למערכת‪ .‬בחרנו אלגוריתמים‬ ‫אורכי הגל הנראה ובתחום התרמי) ‪( IR‬בין השאר כדי לגלות מקורות‬
‫מתאימים לחיבור ועיבוד התמונות והגדרנו פרוטוקולי תקשורת ליחידת‬ ‫חום הנגרמים משריפות‪ ,‬פעילויות גיאותרמיות ופעילות של הרי געש‪ .‬זה‬
‫מאפשר לאתר בשלבים מוקדמים מקרים של שריפות יער‪ ,‬התפרצויות‬
‫הבקרה ולתחנה הקרקעית‪.‬‬
‫הרי געש‪ ,‬איתור משאבי טבע‪ ,‬בקרת גידולים חקלאיים ועוד‪.‬‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫שיטת הצילום הנהוגה כיום היא באמצעות פס גלאים‪ .‬המערכת סורקת‬
‫ומצלמת באמצעות פס גלאים שנע בכיוון מסוים ומצלם כל פעם שורה‬
‫יחידת העיבוד המרכזית קולטת את התמונות ממצלמת היום ומהמצלמה‬ ‫על פני הקרקע‪ .‬כדי לכסות שטח גדול יותר נתן להשתמש במטריצת‬
‫התרמית ושולחת פקודות ליחידת בקרת המנועים על מנת לכוון את שתי‬
‫גלאים‪ ,‬שנותנת כיסוי רחב יותר‪ ,‬אבל ברזולוציה נמוכה יותר‪.‬‬
‫המצלמות כך שיכוונו לאותה נקודה על כדור הארץ‪.‬‬ ‫בפרויקט זה נדגים טכניקת "‪ "Step and Stare‬שנותנת כיסוי שטח‬
‫יחידת אגירת התמונה ועיבודה מקבלת את התמונות ממצלמות היום‬ ‫רחב עם רזולוציה של פס גלאים צר‪ ,‬וזאת ע"י שימוש בפס גלאים יחיד‪.‬‬
‫והלילה ושולחת אותן ליחידת הקרקע‪ .‬בנוסף‪ ,‬יחידת העיבוד בהתאם‬ ‫בשיטה זו המצלמה סורקת בכל פעם קטע שטח מסוים ולאחר מכן‬
‫לתמונות שקיבלה שולחת פקודות ליחידת בקרת המנועים שיתקנו את‬
‫קופצת לקטע שטח אחריו‪.‬‬
‫זווית המצלמות כדי שיצודדו לאותו הכיוון‪.‬‬
‫מטרת הפרויקט‬
‫‪Camera 1‬‬ ‫‪Raspberry Pie - Commands/ACK‬‬ ‫‪Motor controller‬‬
‫‪Thermal‬‬ ‫‪Computing module‬‬ ‫קריאת חלוניות (‪ )frames‬ממצלמת יום ומצלמה תרמית באמצעות פס‬
‫‪Camera 2‬‬ ‫גלאים‪ ,‬חיבור התמונות שצולמו בשיטת ‪ step and stare‬לתמונה אחת‬
‫‪webcam‬‬ ‫עם רזולוציה גבוהה ושידור התמונות לתחנה קרקעית‪ .‬בנוסף נחשב את‬
‫המיקום הדרוש למצלמות ונעביר את פקודות המיקום ליחידת בקרה‬
‫‪Transmitter‬‬
‫)‪and Receiver (RF‬‬ ‫ואלקטרוניקה‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫קריית החינוך למדעים‪ ,‬רחובות‬

‫תלמידים‪ :‬ויקטוריה ניזמייב‪ ,‬עוז חמצני‬
‫מנחים‪ :‬שרית זלצמן‪ ,‬יעקב מועלם‪ ,‬דניאל הלבריך‬
‫יועצים‪ :‬מיכאל ברגר‪ ,‬זאב מילר‪ ,‬סער נחמן‪ ,‬מיכאל מיכאלי‬

‫מדמה לוויין לצילום בתחום התרמי (‪ )IR‬והאור‬
‫הנראה ‪ -‬הנדסת מערכת ותחנת שליטה קרקעית‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫בשלב ראשון העלנו רעיונות שונים לגבי אופי הפרויקט‪ ,‬בחנו אותם‬ ‫בעולם נעשה שימוש רב בלווייני צילום מתקדמים המצלמים בתחום‬
‫מבחינתיכולתהיישוםוהסיכוניםבתהליךהפיתוח‪ .‬החלטנולבנותמדמה‬ ‫אורכי הגל הנראה ובתחום התרמי (‪ )IR‬בין השאר כדי לגלות מקורות‬
‫ללוויין המצלם בתחום אורכי גל של אור נראה ואינפרה אדום (מצלמה‬ ‫חום הנגרמים משריפות‪ ,‬פעילויות גיאותרמיות ופעילות של הרי געש‪ .‬זה‬
‫תרמית)‪ .‬התחלקנו לקבוצות במסגרתן עבדנו על החלקים השונים‬ ‫מאפשר לאתר בשלבים מוקדמים מקרים של שריפות יער‪ ,‬התפרצויות‬
‫בפרויקט‪ :‬הנדסת מערכת ותחנת שליטה קרקעית‪ ,‬אגירות נתונים ועיבוד‬
‫הרי געש‪ ,‬איתור משאבי טבע‪ ,‬בקרת גידולים חקלאיים ועוד‪.‬‬
‫תמונה‪ ,‬אלקטרוניקה ובקרה‪ ,‬מדמה מטרות תרמיות ותכנון מכני‪.‬‬ ‫שיטת הצילום הנהוגה כיום היא באמצעות פס גלאים‪ .‬המערכת סורקת‬
‫ומצלמת באמצעות פס גלאים שנע בכיוון הסריקה ומצלם כל פעם שורה‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫על פני הקרקע ‪.‬כיום‪ ,‬גלאים לינאריים איכותיים נדירים ויקרים‪ .‬עולם‬
‫כקבוצת "הנדסת מערכת" הגדרנו את דרישות המערכת כך שנתן יהיה‬ ‫הגלאים עבר לצילום מטריציוני‪ .‬בפרויקט זה ניישם טכניקת "‪Step and‬‬
‫לגזור מהן את הדרישות לכל תת‪-‬מערכת (הפרויקטים של כל קבוצה)‪.‬‬ ‫‪ "Stare‬בעזרת מצלמה תרמית עם גלאי מטריציוני‪ .‬בשיטה זו המצלמה‬
‫כמו כן כתבנו את המפרט הטכני של המערכת‪ ,‬והתנסינו בעבודה עם‬ ‫"עומדת" בכל פעם על קטע שטח מסוים‪ ,‬ע"י קיזוז לאחור‪ ,‬ולאחר מכן‬
‫מצלמה תרמית חדשנית‪ ,‬בניתוח פעולתה ובאימות מפרט המערכת‬
‫ואופן פעולת ‪ step and stare,‬לצד חישוב הנתונים הנדרשים לצילום‬ ‫קופצת לקטע שטח הבא‪.‬‬
‫בעזרת המדמה‪.‬‬
‫מקמ"ש ‪RF‬‬ ‫תרשים מלבנים של מדמה הלוויין‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫מצלמת יום‬ ‫מערכת בקרה פקודה למיקום המצלמות יחידת עיבוד‬ ‫מטרת על (הפרויקט הכיתתי) ‪ -‬פיתוח מדמה לוויין המדמה לוויין‬
‫מצלמה תרמית‬ ‫תמונה ונתונים‬ ‫ואלקטרוניקה‬ ‫המצלם בשני תחומי אורכי גל‪ :‬בתחום אורכי הגל הנראה ובתחום אורכי‬
‫הגל התרמי(‪ .)IR‬המדמה כולל את קליטת התמונות ועיבודן לתוצרים‬
‫מדמה מטרות‬ ‫מקמ"ש ‪RF‬‬ ‫מדמה תחנת‬
‫תרמיות‬ ‫קרקע‬ ‫שימושיים בתחנת הקרקע‪.‬‬
‫מטרת הנדסת מערכת ‪ -‬הגדרת דרישות מערכת לכלל מרכיבי הפרויקט‬
‫תרשים מלבנים של תחנת שליטת הקרקע‬ ‫הכיתתי‪ ,‬כתיבת מפרט המערכת ומפרטים לתת המערכות‪ ,‬כתיבת‬
‫הממשק (‪ )Interface‬בין תתי‪-‬המכלולים (הפרויקטים של כל הקבוצות)‬
‫נתונים‪/‬תמונות‬ ‫מקמ"ש‬ ‫מתאם‬ ‫מחשב‬
‫ממדמה הלוויין‬ ‫‪USB<--TTL‬‬ ‫ותכנון ובניה של תחנת קרקעית ללוויין‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫קריית החינוך למדעים‪ ,‬רחובות‬

‫תלמידים‪ :‬יערה לריה‪ ,‬אלרז חמצני‬
‫מנחים‪ :‬שרית זלצמן‪ ,‬יעקב מועלם‪ ,‬דניאל הלבריך‬
‫יועצים‪ :‬מיכאל ברגר‪ ,‬זאב מילר‪ ,‬סער נחמן‪ ,‬מיכאל מיכאלי‬

‫מדמה לוין לצילום בתחום התרמי (‪)IR‬‬
‫והאור הנראה – אלקטרוניקה ובקרה‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫בפרויקט ישנן שלוש מערכות בקרה‪:‬‬ ‫צורת הצילום האידיאלית לצילום לווייני היא באמצעות וקטור גלאים‬
‫‪ .1‬מערכת בקרה על תנועת צלחת מספר ‪ 1‬המדמה את תנוע ת ‬ ‫לינארי מכיוון שתנועת הלוויין סביב כדור הארץ היא למעשה תנועה‬
‫הלוויין‪ .‬לצלחת שני מפסקי גבול המגדירים את טווח התנועה‪ .‬‬ ‫של סריקה וכיום רוב הלוויינים מצלמים באופן זה‪ .‬עם התפתחות‬
‫טכנולוגיות ייצור הגלאים קיימים יותר גלאים מטריציונים בשוק ופחות‬
‫מקודד (‪ )Encoder‬הממוקם על הציר ייתן לנו את המיקו ם ‬ ‫גלאים לינאריים איכותיים‪ .‬על מנת לחסוך פיתוח יקר של גלאים ייעודיים‪,‬‬
‫המדויק בתוך טווח התנועה‪.‬‬ ‫בפרויקט שלנו אנו מציעים לפתח טכנולוגיה ושיטת סריקה שתיישם‬
‫גלאים מטריציונים ע"י גלאי לינארי איכותי באמצעות סריקה ייחודית‬
‫‪ .2‬בקרה על צלחת מספר ‪ .2‬כיוון תנועתה הוא בניגוד לכיוון הלוויין ‬
‫כדי לתת למצלמות את האפשרות לצלם עשר חלוניות (‪ )frames‬‬ ‫שנקראת ‪.step and stare‬‬
‫הגלאי מצלם תמונה ואחר כך "קופץ" לתא השטח הבא‪ ,‬וכך מקבלים‬
‫באותו תא שטח‪.‬‬ ‫תמונה כמו במטריצה‪ ,‬אבל עם רזולוציה גבוהה‪ ,‬וזאת ע"י חיבור התמונות‪.‬‬
‫‪ . 3‬בקרת ‪ step and stare‬למנועים עליהם מותקנות המצלמות‪ .‬‬
‫כיוון לתא שטח‪ ,‬עצירה לפרק זמן‪ ,‬ולאחר סיום הסריקה ‪ -‬המשך ‬ ‫מטרות הפרויקט‬

‫פעולת התזוזה והסריקה‪.‬‬ ‫‪ . 1‬דימוי תנועת הלוויין במישור אחד‪.‬‬
‫‪ . 2‬תיקון תנועת צלחת הלוויין כדי לשמור על מיקום קבוע של‬
‫‪2‬‬
‫המצלמה בזמן נתון‪.‬‬
‫‪1‬‬ ‫‪ .3‬קביעת זוויות המצלמות בשיטת ‪ step and stare‬לפי פקודות ‬

‫שאנחנו מקבלים מיחידת עיבוד הנתונים‪.‬‬

‫תהליך הפיתוח‬

‫בתחילת הדרך בנינו דגם ראשוני של מדמה תנועת הלוויין‪ .‬למדנו כיצד‬
‫להשתמש בבקר ארדואינו ולתכנת אותו‪ .‬בנוסף‪ ,‬חקרנו על סוגי בקרה‬

‫ולבסוף בחרנו מנועי זרם ישר וסרוו ליישום הפרויקט‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫קריית החינוך למדעים‪ ,‬רחובות‬

‫תלמידים‪ :‬שגיא גמליאל‪ ,‬סתיו עיני‪ ,‬אבירן כהן‪ ,‬איתי דורון‬
‫מנחים‪ :‬שרית זלצמן‪ ,‬יעקב מועלם ודניאל הלבליך‬

‫יועצים‪ :‬מיכאל ברגר‪ ,‬זאב מילר‪ ,‬נחמן סער‪ ,‬מיכאל מיכאלי‬

‫מדמה לוויין לצילום בתחום התרמי (‪)IR‬‬
‫והאור הנראה ‪ -‬מדמה מטרות תרמיות ותכנון מכני‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫למדנו את העקרונות של צילום תרמי (‪ )IR‬כדי שנבין כיצד לייצר מוקדים‬ ‫לוויין צילום הוא לוויין המצויד במצלמה ומטרתו צילום כדור הארץ‪.‬‬
‫תרמיים‪ .‬בחרנו ליצור מוקדי חום ע"י שימוש בנגדי הספק‪.‬‬ ‫לצילום זה יכולות להיות מספר מטרות‪ :‬מדעית‪ ,‬מסחרית‪ ,‬צבאית‪.‬‬

‫כדי לשנות את התמונה התרמית‪ ,‬החלטנו לבקר את החום על כל נגד‬ ‫בעולם נעשה שימוש רב בלווייני צילום מתקדמים המצלמים בתחום‬
‫ע"י שליטה על הזרם דרך בקר‪ .‬הפקודות לבקר נשלחות בתקשורת‬ ‫אורכי הגל הנראה ובתחום התרמי (‪ )IR‬בין השאר כדי לגלות מקורות‬
‫חום הנגרמים משריפות‪ ,‬פעילויות גיאותרמיות ופעילות של הרי געש‪ .‬זה‬
‫בלוטוס דרך אפליקציה בטלפון הנייד‪.‬‬ ‫מאפשר לאתר בשלבים מוקדמים מקרים של שריפות יער‪ ,‬התפרצויות‬
‫לצורך התכן המכאני‪ ,‬למדנו כיצד להשתמש בתוכנת ‪,Solid Works‬‬
‫הרי געש‪ ,‬איתור משאבי טבע‪ , ,‬בקרת גידולים חקלאיים ועוד‪.‬‬
‫והדפסנו את החלקים השונים הנדרשים לצורך בניית מדמה הלוויין‪.‬‬ ‫שיטת הצילום הנהוגה כיום היא באמצעות פס גלאים‪ .‬המערכת סורקת‬
‫כדי לאפשר התקדמות בפרויקט‪ ,‬עוד לפני הדפסת החלקים‪ ,‬בנינו דגם‬ ‫ומצלמת באמצעות פס גלאים שנע בכיוון מסוים ומצלם כל פעם שורה‬
‫על פני הקרקע ‪ .‬כדי לכסות שטח גדול יותר נתן להשתמש במטריצת‬
‫מלוחות עץ (דיקט) ו‪.PVC-‬‬ ‫גלאים‪ ,‬שנותנת כיסוי רחב יותר‪ ,‬אבל ברזולוציה נמוכה יותר‪ .‬בפרויקט‬
‫זה ניישם טכניקת "‪ "Step and Stare‬שנותנת כיסוי שטח רחב עם‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫רזולוציה של פס גלאים צר‪ ,‬וזאת ע"י שימוש בפס גלאים יחיד‪ .‬בשיטה‬
‫ב"לוח המטרות" ישנם מספר נגדים המסודרים בצורה אופקית ואנכית‪.‬‬ ‫זו המצלמה סורקת בכל פעם קטע שטח מסוים ולאחר מכן קופצת‬
‫ע"י שליטה על הזרם דרך כל נגד‪ ,‬אנו מייצרים מטרות הפולטות חום‬
‫שונה ובצורות שונות‪ .‬נגדיהספק‬ ‫לקטע שטח אחריו‪.‬‬
‫חיישני טמפרטורה‬ ‫בלוח המטרות ישנם לפיזור חום‬
‫מטרות הפרויקט‬
‫יחידת עיבוד‬ ‫חיישני טמפרטורה‬
‫נתונים ובקרה‬ ‫שתי מטרות לקבוצה שלנו בפרויקט הכיתתי‪:‬‬
‫‪ .1‬תכן מכאני של המערכת ובניית החלקים ע"י מדפסת תלת‪-‬מימד‬
‫חיישן ‪Bluetooth‬‬ ‫שבעזרתם נוכל להציג צג טמפרטורה‬ ‫‪ .2‬בניית מערכת לדימוי מוקדים תרמיים שונים‪ ,‬על מנת להדגים ‬
‫ולבדוק את יכולת המערכת לצלם מטרות תרמיות שונות‪ .‬השליטה ‬
‫את הטמפרטורה של ‪Receiver‬‬
‫כל אזור על לוח תצוגה‬ ‫על המערכת באמצעות אפליקציה בטלפון חכם‪.‬‬
‫דיגיטלי‬
‫‪Transmitter‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫שש שנתי ע"ש יצחק שמיר‪ ,‬פתח תקוה‬

‫תלמידים‪ :‬דניאל סילבר‪ ,‬רועי לוין ואלכסנדרה דובינסקי‬
‫מנחה‪:‬ד"ר דפנה זליג ‪ /‬יועץ‪ :‬ד"ר רועי יניב‬

‫תחנה ביתית למדידת שדה חשמלי באטמוספירה לצורך‬
‫ניטור זיהום אוויר‪ ,‬התרעה מסופות ברקים ומחקר אקדמי‬

‫מטרת הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫מטרת הפרויקט שלנו היא בניית תחנה ניידת למדידת שדה חשמלי‬ ‫בימינו‪ ,‬זיהום אוויר הוא בעיה גדולה יותר מתמיד‪ ,‬ואנשים רבים סובלים‬
‫באטמוספירה‪ .‬באמצעות מדידות התחנה הללו נוכל לספק לציבור הרחב‬ ‫כתוצאה מכך‪ .‬לכן אנו שואפים לספק דרך למדוד את רמות זיהום האוויר‪,‬‬
‫מידע בזמן אמת בנוגע לרמת זיהום האוויר ולסופות ברקים מתקרבות‪.‬‬ ‫מתוך מחשבה על הקבוצות הנמצאות בסיכון כאשר רמת זיהום האוויר‬
‫מבחינת מחקר‪ ,‬התחנה ניידת וזולה‪ ,‬ולכן יכולה לקדם את המחקר‬ ‫גבוהה‪ :‬נשים בהריון‪ ,‬ילדים‪ ,‬קשישים‪ ,‬חולי אסטמה וחולי לב‪ .‬כיום קיימים‬
‫האקדמי באיזורים נוספים ובתקופות שונות (עונתי‪ ,‬יומי)‪ ,‬בנוסף המטרה‬ ‫מכשירים שונים למדידת רמת זיהום האוויר‪ ,‬אך פעמים רבות המדידות‬
‫של מכשירים אלו לא מדויקות‪ .‬בנוסף‪ ,‬אנו גם מספקים דרך לחיזוי סופות‬
‫להנגיש את התחנה לארגונים קטנים ולאדם הממוצע‪.‬‬ ‫ברקים‪ .‬רוב האנשים בימינו מתוודעים לסופות ברקים צפויות באמצעות‬
‫תחזית מזג האוויר‪ ,‬אך זאת לא מספיק תדירה על מנת להודיע על‬
‫תהליך הפיתוח‬ ‫שינויים פתאומיים‪ .‬גם במחקר בתחום מדעי האטמוספירה אנו מקווים‬
‫להביא תועלת‪ ,‬מכיוון שבעוד שכבר קיימות תחנות למדידת שדה חשמלי‬
‫לאחר מחקר בנושא מדעי האטמוספירה‪ ,‬ניגשנו לבניית אב טיפוס פשוט‬ ‫באטמוספירה‪ ,‬הן נייחות ויחסית יקרות‪ ,‬בארץ הן ממוקמות באיזורים‬
‫לתחנה מחומרים יומיומיים‪ .‬בעזרת האב טיפוס ביצענו בדיקות של‬ ‫פתוחים וגבוהים (מצפה רמון‪ ,‬רמת הגולן‪ ,‬אריאל) ושלנו ממוקמת באיזור‬
‫נתוני החיישנים השונים על מנת לוודא שכל הנתונים הגיוניים והמערכת‬
‫פועלת כראוי‪ .‬במקביל‪ ,‬עבדנו על כתיבת תוכנה אשר תאסוף את נתוני‬ ‫עירוני כך שנלמד על התנהגות השדה החשמלי גם במרחב עירוני‪.‬‬
‫החיישנים‪ ,‬תשמור אותם‪ ,‬ולבסוף גם תעדכן את הציבור‪ .‬השלב האחרון‬
‫בפיתוח התחנה הוא בנייתה מחומרים עמידים‪ ,‬על מנת שתוכל לשמש‬ ‫מקור מתח‬

‫כתחנת מדידה רצינית לטווח הארוך‪.‬‬ ‫ארדואינו‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫החיישן המרכזי‬ ‫שאר החיישנים‬

‫התחנה כוללת חיישן למדידת שדה חשמלי אותו אנו בונים בעצמנו‬ ‫מדידת החיישן המרכזי‬ ‫מדידות חיישני המשנה‬
‫באמצעות קופסת מתכת מוארקת‪ ,‬צמצם ואלקטרודה‪ ,‬בנוסף לחיישני‬
‫אור‪ ,‬טמפרטורה‪ ,‬לחות‪ ,‬לחץ אטמוספרי וגז‪ .‬החיישנים מחוברים ללוח‬ ‫עדכון הציבור לגבי סכנות אפשריות‬ ‫שמירת מדידות לבקרה‬
‫ארדואינו‪ ,‬ובאמצעות תוכנה אותה כתבנו הלוח אוסף את מדידות‬ ‫והעברתם למקורות אקדמיים‬
‫התחנה‪ ,‬וניתן לכמת את רמת זיהום האוויר ואת הסיכוי לסופת ברקים‪.‬‬
‫הנתונים הללו יהיו נגישים לציבור הרחב באמצעות התוכנה שכתבנו‪.‬‬

‫אתר או אפלקציה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון 'מור' מטרו‪-‬ווסט‪ ,‬רעננה‬

‫תלמידים‪ :‬הדי יפה‪ ,‬אור ליברמן‪ ,‬איתמר צ'רבין‬
‫מנחים‪ :‬עופר דיין‪ ,‬מרסל ברגר ‪ /‬יועץ‪ :‬שקד שוסטר‬

‫אדנית אוטונומית‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫האדנית תספק את צרכי הצמח בעזרת‬ ‫במסגרת חיפוש נושא לפרויקט‪ ,‬נמצא כי בסביבה אורבנית‪ ,‬קיימת מגמה‬
‫מערכות השקיה‪ ,‬הצללה והארה‪ .‬תנאי‬ ‫של חזרה לחקלאות עצמית‪ ,‬וכן גידול צמחיה לנוי במרפסות‪ .‬כיום גידול‬
‫הסביבה של הצמח יאספו באמצעות‬ ‫ביתי‪ ,‬לעתים רבות נכשל בשל חוסר ידע של המגדל‪ ,‬טיפול לא נכון או‬
‫חיישני אור ולחות‪ ,‬ותתבצע השוואה של‬ ‫לא עקבי ‪ .‬מוצרי עזר טכנולוגיים הקיימים בשוק ומיועדים לתחום זה‪,‬‬
‫תנאים אלו עם התנאים האידיאלים לגידול‬ ‫אינם מספקים את כלל הדרישות (לדוגמה‪ ,‬מבצעים בקרה רק על מים‬
‫אותו הצמח‪ .‬לפי נתוני החיישנים‪ ,‬המערכת‬
‫תתאים את סביבת הצמח כדי לאפשר גידול‬ ‫או על אור)‪ ,‬או שמותאמים לגידול תעשייתי‪ ,‬ולא ביתי‪.‬‬
‫אופטימלי‪ .‬בנוסף‪ ,‬האדנית תציג את נתוני‬
‫הצמח הנוכחיים למשתמש באמצעות‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫יישומון למכשיר הנייד ובכך תאפשר לו‬
‫מטרת הפרויקט היא לייצר מערכת אוטונומית שתספק כמעט את כל‬
‫לעקוב אחרי גדילת הצמח בקלות‪.‬‬ ‫צרכיו של הצמח‪ ,‬ותקיים תקשורת עם הצרכן על מנת לאפשר מעקב‬
‫אחר תהליך הגידול‪ .‬המערכת תדאג לספק לצמח את כמויות האור‬
‫חיישן אור‬ ‫מיקרו‪-‬בקר‬ ‫טפטפות‬ ‫והמים הדרושות לו‪ .‬המערכת תמליץ למשתמש מה נכון לשתול באדנית‬
‫חיישן לחות‬ ‫שרת‬ ‫מערכת הצללה‬ ‫בהתאם לתקופה בשנה‪ ,‬ותנהל את תהליך הצמיחה מהרגע הראשון‬
‫בסיס נתונים‬
‫תאורה‬ ‫ועד לפריחה או לקטיף‪.‬‬

‫יישומון לנייד‬ ‫תהליך הפיתוח‬

‫לאחר בחירת הנושא‪ ,‬נחקרו מה הם התנאים החשובים ביותר לגידול‬
‫ביתי של צמח‪ ,‬ואילו תנאים שונים דרושים לצמחים שונים‪ .‬נבדקו סוגי‬
‫תאורה שניתן לעשות בהן שימוש‪ ,‬ונערכו בדיקות על חיישנים שונים‪.‬‬
‫במהלך הפיתוח נדרש לקבל החלטות כגון שימוש במיכל מים ולא בחיבור‬
‫ישיר לנקודת מים‪ ,‬או שימוש ביישומון (במקום אתר או ממשק אחר) על‬
‫מנת לקיים תקשורת עם המשתמש‪ .‬כמו כן התקיימו התייעצויות עם‬

‫אנשי מקצוע שונים ממשתלות ומתחום האגרונומיה‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון 'מור' מטרו‪-‬ווסט‪ ,‬רעננה‬

‫תלמידים‪ :‬אלעד בר‪-‬און‪ ,‬עידו שויחט‪ ,‬דן טלמור‬
‫מנחים‪ :‬עופר דיין‪ ,‬מרסל ברגר‬

‫פלטיפוס (‪)Platypus‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫הפרויקט מחולק לשתי תת מערכות‪.‬‬ ‫קיץ‪ ,‬השמש מסנוורת‪ ,‬החופים מלאים באנשים אשר באו כדי ליהנות‬
‫תת מערכת עמדת מציל‪ ,‬ותת מערכת‬ ‫מרחצה במי הים המרעננים‪ .‬אך סכנת טביעה מסתתרת בין גלי הים‪ .‬בעת‬
‫סירה‪ .‬בעמדת המציל מותקנת‬ ‫אירוע טביעה‪ ,‬חיוני להגיע במהירות לטובע‪ ,‬למשותו מהמים‪ ,‬ולהגיש לו‬
‫משקפת בעלת תנועה חופשית‬ ‫טיפול החייאה‪ .‬עקב צפיפות המתרחצים בחופים‪ .‬מציל עלול להתעכב‬
‫על שני צירים; גובה ורוחב‪ .‬בעת‬ ‫בהצלת הטובע‪ .‬קיימים כיום כלי עזר למתרחצים‪ .‬אך המציאות מוכיחה‬
‫זיהוי טובע‪ ,‬מכוון המציל את כוונת‬ ‫כי רבים לא משתמשים בהם‪ .‬קיימים גם כלי עזר למציל אך הם נותנים‬
‫המשקפת אל הטובע‪ ,‬ומפעיל את‬
‫המערכת בלחיצת כפתור‪ .‬הזווית‬ ‫מענה חלקי‪.‬‬
‫משודרת‪ ,‬באמצעות גלי רדיו‪ ,‬אל‬
‫הסירה‪ ,‬אשר נמצאת במתקן במים‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫מוכנה להזנקה‪ .‬בקר הסירה בונה‬
‫את המסלול המהיר ביותר אל נקודה זו‪ ,‬עם התחשבות המכשולים‬ ‫מערכת אוטונומית‪ ,‬אשר מסייעת לקבוע את מיקום הטובע‪ ,‬ומשגרת‬
‫ידועים מראש‪ ,‬ומנווט את הסירה למקום הטביעה‪ .‬בהגעת המערכת‬ ‫אליו‪ ,‬ממיקום בתוך הים‪ ,‬קרוב יחסית לטובע‪ ,‬סירה מהירה‪ .‬הסירה‬
‫לסביבת הטובע‪ ,‬היא מפעילה סונר ומתמקמת בסמוך לו‪ .‬כאשר הרשת‬ ‫תאפשר לטובע לשמור את עצמו מעל פני המים‪ ,‬ובמידה ואיבד הכרה‪,‬‬
‫נמצאת מתחת לטובע‪ ,‬מופעל מנוע שמגלגל את הרשת ומותח אותה‪.‬‬
‫מתיחת הרשת מרימה את הטובע מעל פני המים‪.‬‬ ‫תרים אותו אל מעל המים‪ ,‬עד להגעת המציל‪.‬‬

‫עמדת המציל‬ ‫תהליך הפיתוח‬

‫זיהוי טובע‬ ‫הצבעה על‬ ‫הרעיון הראשוני היה לעשות מוצר דמוי צוללת אשר יגיע אל מתחת‬
‫הטובע‬ ‫לטובע וינפח מצוף מתחתיו‪ .‬רעיון זה נפסל‪ ,‬כיוון שהתנגדות המים‪,‬‬
‫מאיטה את התקדמות הצוללת‪ .‬הרעיון השתנה לדגם דמוי סירה אשר‬
‫סירה‬ ‫ינפח מצוף מתחת לטובע‪ .‬רעיון המצוף נפסל כי חייב סירה גדולה ומנגנון‬
‫ניווט אל‬ ‫מסובך לפרישת המצוף מתחת לטובע‪ .‬לבסוף הוחלט על פתרון דמוי‬
‫הטובע‬ ‫סירת קטמרן אשר בין חצאי גופי הציפה שלה תותקן רשת‪ .‬באמצעות‬

‫מתיחת הרשת‪ ,‬יורם הטובע מעל פני המים‪.‬‬

‫קבלת נתוני‬ ‫חישוב מסלול‬ ‫הרמת הטובע זיהוי הטובע‬
‫מצביע‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון 'מור' מטרו‪-‬ווסט‪ ,‬רעננה‬

‫תלמידים‪ :‬אלמוג זינגר‪ ,‬יהלי בהיר‪ ,‬עומר עמרם‪ ,‬רותם דושניצקי‬
‫מנחים‪ :‬מרסל ברגר‪ ,‬עופר דיין‬

‫לוח מודעות חכם‬

‫טלפון חכם‬ ‫שרת‬ ‫לוח מודעות‬ ‫הרקע לפרויקט‬
‫יישומון‬ ‫אתר אינטרנטי‬ ‫מערך אנרגטי‬
‫כיום‪ ,‬ניתן לראות ברחוב כמויות עצומות של פרסומים מודפסים‪ .‬חלקם‬
‫מחשב ניהול‬ ‫בסיס נתונים‬ ‫תצוגה‬ ‫על לוחות מודעות עירוניים‪ ,‬והשאר על עצים‪ ,‬תחנות‪ ,‬עמודים ועוד‪.‬‬
‫דפדפן‬ ‫חיישן קירבה‬ ‫מקור הפרסומים יכול להיות עירייה‪ ,‬גופי תרבות עירוניים‪ ,‬וגם פרסומים‬
‫פרטיים‪ ,‬כגון כלב אבוד ומודעות דרושים‪ .‬שימוש יתר זה בנייר אינו ידידותי‬
‫תהליך הפיתוח‬ ‫לסביבה‪ .‬חלק מהמודעות כבר פג תוקף‪ ,‬חלק אחר קרוע או תלוש‪ .‬הדבר‬
‫פוגע בנוף ובמראה הרחוב‪ .‬זוהה צורך למצוא תחליף לפרסום מודעות‬
‫הלוח הדיגיטלי יהיה ידידותי לסביבה ועל כן יספק לעצמו לפחות חלק‬ ‫מודפסות התלויות על לוחות המודעות‪ ,‬כמו גם למודעות פרטיות הנתלות‬
‫מאספקת האנרגיה הדרושה‪ .‬נעשתה עבודת חקר עבור טכנולוגיית הצג‬
‫המתאימה ביותר למימוש הלוח הדיגיטלי‪ .‬היישומון פותחה באמצעות‬ ‫על גבי עצים‪.‬‬
‫‪ .MIT AppInventor‬כבסיס הנתונים נבחר ‪ Firebase‬המשתלב‬
‫בסביבת הפיתוח‪ ,‬יודע לעדכן את הלוחות המחוברים אליו‪ ,‬באופן מידי‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫ואוטומטי‪ .‬אתר הניהול של המערכת‪ ,‬הוקם באמצעות השפות ‪CSS‬‬
‫‪ ,HTML‬ו‪ .JavaScript -‬הבקר שנבחר לניהול מקומי של לוח המודעות‬ ‫מטרת הפרויקט לתת מענה טכנולוגי לפרסום מודעות עירוני על סוגיו‬
‫השונים‪ .‬בכך ימנע את הזיהום והכיעור הרב שנובע מתליית המודעות‬
‫הוא ‪.Raspberry Pi‬‬ ‫המודפסות‪ .‬יינתן מענה להצגת מודעות בעלות תוקף בלבד‪ ,‬ובצורה‬
‫נאותה‪ .‬הוא יקל את פרסום המודעות באמצעות שימוש ביישומון‪ ,‬כמו‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫גם יחסוך את ההגעה הפיזית ללוח המודעות על מנת לפרסם מודעה‪.‬‬

‫מפרסם המודעה יעצב‪ ,‬בעזרת יישומון נגיש וקל לתפעול‪ ,‬את מודעתו‪.‬‬
‫בסיומו תישלח לשרת ברשת האינטרנט‪ .‬המודעות יעברו במרכז האמון‬
‫על פרסום המודעות העירוני‪ .‬כך שכל המודעות יהיו תחת פיקוח ולא‬
‫יתקיים מצב בו תפורסמנה מודעות פוגעניות‪ ,‬או מסחריות‪ .‬לאחר אישור‬
‫המודעה‪ ,‬המודעה תפורסם בלוח הדיגיטלי שבחר המשתמש ממספר‬
‫הלוחות הזמינים‪ ,‬ובכך למפרסם תהיה את האפשרות להתאים את‬
‫תוכן ההודעה למיקום בעיר‪ .‬השירות יהיה חינמי‪ ,‬וכל תושב בעיר יוכל‬

‫להשתמש במערכת לצרכיו‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון 'מור' מטרו‪-‬ווסט‪ ,‬רעננה‬

‫תלמידים‪ :‬דניאל ביק‪ ,‬מאי ריסלינג‪ ,‬טל דביר‬
‫מנחים‪ :‬עופר דיין‪ ,‬מרסל ברגר‬

‫מערכת חכמה למסעדה (‪)waiteRing‬‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫לאחר הצגת בעיית הפעמון‪ ,‬רואיינו מלצרים וקוימו התייעצויות לגבי‬ ‫כיום במסעדות‪ ,‬כאשר המטבח רוצה להודיע כי מנה מוכנה‪ ,‬הוא מצלצל‬
‫דרכי פתרון אפשריות‪ .‬נבדקו מספר מסעדות העובדות עם ובלי מחשבי‬ ‫בפעמון להתריע למלצר להגיע למטבח ולקחת את המנה המוכנה‪ .‬צלצול‬
‫לוח‪ .‬הדרישה הייתה לפתרון פשוט‪ ,‬זול‪ ,‬ובעל תחזוקה נמוכה‪ .‬כמו‬ ‫הפעמון מטריד ומפריע לסועדים כמו גם מקפיץ את כל המלצרים‪.‬‬
‫כן‪ ,‬הובן שיש לטפל בכל התהליך‪ ,‬מציוות המלצרים לשולחנות‪ ,‬דרך‬ ‫בנוסף‪ ,‬מלצרים שעובדים באזורים מרוחקים לא שומעים את צלצולו‪,‬‬
‫הזמנת המנות‪ ,‬דרך העבודה של המטבח‪ ,‬וכלה בהודעה למלצר‪ .‬לאחר‬ ‫מה שגורם לצלצולים חוזרים‪ ,‬עיכובים בהגשה‪ ,‬ומנות שמתקררות‪ .‬הדבר‬
‫גיבוש הרעיון הראשוני לפתרון הבעיה‪ ,‬הוא הוצג בפני המלצרים וצוות‬
‫המסעדה‪ .‬לאחר מספר שינויים קלים בעקבות משוב המלצרים‪ ,‬נמצאה‬ ‫גורם לפגיעה בשירות‪ ,‬ולחוויית הסעודה‪.‬‬

‫דרך הפתרון הסופית והוחל לבצעה‪.‬‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫מטרת הפרויקט היא יצירת מערכת חכמה ויעילה למסעדה אשר תקל‬
‫על התקשורת בין המטבח למלצר‪ .‬המערכת תאפשר להודיע באופן‬
‫בתחילת כל משמרת‪ ,‬מקבל מלצר צמיד המקושר בתקשורת ‪WiFi‬‬ ‫שקט למלצר המתאים‪ ,‬ולו בלבד‪ ,‬על מנה מוכנה‪ ,‬ועבור איזה שולחן‪ .‬בכך‬
‫למחשב המרכזי של המסעדה‪ .‬עבור כל צמיד מוגדר במחשב המרכזי‬ ‫יימנעו הטרדות‪ ,‬ועיכובים‪ .‬השירות יהיה יעיל וחווית הסעודה תשופר‪.‬‬
‫אלו שולחנות משויכים‪ .‬כאשר מלצר לוקח הזמנה משולחן‪ ,‬הוא מקליד‬
‫אותה באמצעות יישומון‪ ,‬והיא נשלחת לצג במטבח להכנה‪ .‬כאשר‬
‫ההזמנה מוכנה‪ ,‬הטבח באמצעות מגע בצג מסמן את ההזמנה המוכנה‪.‬‬
‫הצמיד שמתאים לשולחן שממנו נלקחה ההזמנה‪ ,‬רוטט‪ ,‬ועל צג זעיר‬
‫שנמצא בצמיד‪ ,‬יוצג מספר השולחן אליו מיועדות להגיע המנות‪ .‬המלצר‬
‫שהצמיד שלו רטט ייגש למטבח לקחת את המנות המוכנות וימסור אותן‬

‫לשולחן המתאים‪.‬‬

‫צמיד‬ ‫מחשב מרכזי‬ ‫ממשק מטבח‬

‫הזמנה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון 'מור' מטרו‪-‬ווסט‪ ,‬רעננה‬

‫תלמידים‪ :‬אור חן‪ ,‬עמית הר יפה‪ ,‬עמית לוי‬
‫מנחים‪ :‬עופר דיין‪ ,‬מרסל ברגר ‪ /‬יועץ‪ :‬סמ"ר אלון בראל‪ ,‬מדריך צלפים‬

‫מערכת עזר לדיוק הצליפה ‪ -‬מעל”ה‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫הרעיון הראשוני היה לפתח מערכת המורכבת ממעגל חשמלי הכולל‬ ‫מקור רעיון הפרויקט הוא בפגישה שנערכה עם מדריך צלפים‪ .‬במהלך‬
‫בקר ומספר חיישנים‪ ,‬השולח את דגימות משתני הסביבה בעזרת‬ ‫הפגישהעלהצורךמרכזישלהצלפיםבצה"ל‪,‬להתאיםבמהירותוביעילות‬
‫תקשורת אלחוטית אל יישומון המותקן בטלפון הנייד של הצלף‪ .‬הסתבר‬ ‫את הכוונת לתנאי הסביבה‪ .‬הצלף נדרש למדוד משתנים סביבתיים‬
‫כי בפעילות מבצעית החיילים לרוב ללא טלפון נייד‪ .‬בעקבות כך‪ ,‬הוחלף‬ ‫רבים באופן עצמאי‪ ,‬ועל סמך טבלאות מדידה מבצע התאמות לכוונת‪,‬‬
‫היישומון בבקר המשולב עם מסך מגע‪ .‬בנוסף‪ ,‬הנוסחאות הפיזיקליות‬ ‫הנקראות 'נקישות'‪ .‬המדידות שעושים הצלפים בשטח גסות יחסית‪,‬‬
‫ותהליך החישוב מבזבז זמן מבצעי יקר‪ .‬בנוסף‪ ,‬טבלאות המדידה אינן‬
‫שבהן מוצבות דגימות הסביבה חולצו מטבלאות המדידה‪.‬‬ ‫מספקות מענה לכל הערכים האפשריים‪ .‬קיימות כיום מערכות עזר‪ ,‬אך‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הן יקרות מאוד‪ ,‬ולכן אינן זמינות לצלפים‪.‬‬

‫המערכת תדגום באמצעות חיישנים זולים את המשתנים הסביבתיים‪,‬‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫תעבד אותם על סמך נוסחאות פיסיקליות‪ ,‬ותציג כפלט את מספר‬
‫מטרת הפרויקט היא לספק לצלף מערכת ממוחשבת‪ ,‬שתבצע את‬
‫הנקישות שעל הצלף לבצע‪.‬‬ ‫המדידות והחישובים עבורו‪ ,‬ותספק לו את מספר הנקישות הדרוש‬
‫בכל פעולה מבצעית שבה מעורב צלף‪ ,‬מתלווה אליו חייל נוסף הנקרא‬
‫'מאתר'‪ ,‬שמטרתו היא לסייע לצלף להתקבע על המטרה‪ .‬למאתר יש‬ ‫להתאמת הכוונת‪.‬‬
‫משקפת‪ ,‬אשר נמצאת במנח זהה לכוונת של הצלף‪.‬לאחר זיווד‪ ,‬תמוקם‬
‫חיישן לחץ ברומטרי‬
‫על ראש המשקפת וכך לא תפריע לצלף במהלך פעולתו‪.‬‬

‫חיישן טמפרטורה ולחות‬ ‫בקר‬ ‫צג‬
‫חיישן רוח (מהירות וכיוון)‬

‫חיישן זווית‬

‫מרחק מהמטרה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון ע"ש גלילי‪ ,‬כפר סבא‬

‫תלמידים‪ :‬בר בוגוסלבסקי‪ ,‬עדן גולדמרק‪ ,‬יובל שילה‬
‫מנחה‪ :‬איל שבי‬

‫לראות את המגרש מהבית‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫רקע לפרויקט‬

‫המערכת מבוססת על בקר שאליו מחוברים חיישני תנועה‪ .‬החיישנים‬ ‫רוב המגרשים בכפר סבא נמצאים בספורטק העירוני הממוקם בשכונת‬
‫מזהים תנועה בתחומי המגרש‪ ,‬ושולחים את האותות אל הבקר‪.‬‬ ‫הדרים‪ ,‬שכונה הנמצאת בקצה המזרחי של העיר ומרוחקת משאר חלקי‬
‫האלגוריתם בבקר מחליט האם המגרש פנוי או תפוס‪ .‬ההחלטה מתבססת‬
‫על המידע מן החיישנים ועל ההסתברות לקיום משחק על המגרש‬ ‫העיר‪ .‬הגעה למגרש תפוס גוררת בזבוז זמן ומשאבים‪.‬‬
‫בשעה זו בעבר‪ .‬המידע נשלח לאתר אינטרנט ומאוחסן בבסיס נתונים‪.‬‬
‫המידע אודות זמינות המגרשים מוצג באתר האינטרנט‪ .‬האתר מציג‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫גם "תחזית" לתפוסת המגרשים השונים על סמך נתוני העבר שנאגרו‬
‫פיתוח מערכת המבוססת על חיישנים‪ ,‬הפועלים בשיתוף עם אתר‬
‫בבסיס הנתונים‪.‬‬ ‫האינטרנט המאפשר לתושבי העיר למצוא מגרשים פנויים ברחבי העיר‬
‫בצורה עדכנית וכוללת‪ .‬המטרה היא לכוון את התושב אל המגרש הפנוי‪,‬‬

‫הקרוב אליו או החביב עליו‪.‬‬

‫תהליך פיתוח‬

‫נבדקו מספר חיישני תנועה לצורך בחירת החיישן המתאים ביותר‬
‫לפרויקט‪ .‬פותח אלגוריתם המעבד את המידע המתקבל מן החיישנים‬
‫ואת המידע מן העבר לגבי תפוסת המגרש‪ .‬המידע לגבי תפוסת המגרשים‬
‫מאוחסן בבסיס נתונים יעודי‪ .‬על סמך המידע בבסיס הנתונים נבנה אתר‬
‫אינטרנט המציג בצורה נוחה ופשוטה את המידע לגבי זמינות המגרשים‬

‫השונים‪.‬‬

‫חיישני תנועה‬

‫בסיס נתונים‬ ‫בקר‬
‫אתר אינטרנט‬

‫דפדפן משתמש‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬רומי בולדן‪ ,‬כפיר אחאי‪ ,‬יהונתן יעקבי‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מוטי בוכניק‪ ,‬מיכאל יוניברג‬

‫‪SLR - Self Landing Rockets‬‬

‫תהליך פיתוח‬ ‫רקע לפרויקט‬

‫במהלך הפרויקט ערכנו ניסוים רבים על מנת ללמוד על אופן הפעולה‬ ‫נושא השימוש החוזר ברקטות שיגור לחלל עולה לסדר היום הציבורי‬
‫וניתוח הפלט של חיישני הג'ירוסקופ‪-‬תאוצה ודרך עבודתם עם מנועי‬ ‫פעמים רבות בשנים האחרונות‪ ,‬יחד עם התגברות המודעות למשבר‬
‫הסרבו וכנפוני הרשת להשגת ייצוב מלא של הטיל בזווית הרצוייה‪.‬‬ ‫האקולוגי ולשמירה על איכות הסביבה‪ .‬השימוש החוזר ברקטות מפחית‬
‫בנוסף ערכנו ניסויים בתחום המידול התלת מימדי ובשימוש במדפסת‬ ‫את טביעת הרגל הסביבתית הכרוכה בשיגור רקטות חד פעמיות לחלל‪.‬‬
‫‪ .Ultimaker 3‬לאחר תכנון יסודי הדפסנו מודלים שונים של כנפוני רשת‪.‬‬ ‫נוסף על כך‪ ,‬השימוש החוזר מצמצם את העלויות הכרוכות בהליך הייצור‬
‫את המודלים האלו הכנסנו למנהרת רוח על מנת לבדוק את יעילותם‬
‫והשיגור‪.‬‬
‫האווירודינמיות שלהם‪.‬‬
‫מטרת הפרויקט‬
‫‪ +-‬פקודת היגוי‬ ‫בקר‬ ‫מפעיל‬ ‫בקרת משטחים‬ ‫דינמיקת טיל‬
‫אווירודינמיים‬ ‫מטרת הפרויקט שלנו היא תכנון ומימוש מודל הנדסי המדגים מערכת‬
‫נחיתה והנחייה של טיל המבוססת על טכנולוגיית כנפוני רשת (‪Grid‬‬

‫‪ )fins‬בהדפסת תלת מימד וחיישני ג'ירוסקופ‪-‬תאוצה‪.‬‬

‫חיישן‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬בר דויטש ואלמוג רגב‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מיכאל יוניברג‪ ,‬מוטי בוכניק‬

‫שפוכת חללית ‪Debris‬‬

‫תהליך פיתוח‬ ‫תיאור הבעיה‬

‫במהלך הפרויקט עשינו מספר ניסויים בכדי לוודא ולבדוק את תקינות‬ ‫שהות בחלל כרוכה באתגרים רבים‪ .‬בנקודת הזמן הנוכחית‪ ,‬נמצאות‬
‫החיישנים ופעולתם‪ .‬במהלך ניסויים אלו ניסינו בעזרת תוכנת סימולציה‬ ‫בחלל למעלה מחצי מיליון חתיכות "אשפת חלל" במסלולים שונים מעל‬
‫מחשב לבדוק את עמידותו של הלוויין וחלקיו‪ ,‬במהלך שהותם בסביבת‬ ‫כדור הארץ‪ .‬מהירויותיהן של פיסות האשפה האלו הן בתחום שבין‬
‫החלל‪ .‬בנוסף‪ ,‬עם חיישני מרחק שונים עשינו ניסויים על מנת לבדוק‬ ‫עשרים אלף ק"מ לשעה ועד לשלושים אלף קמ"ש ויותר‪ ,‬וכל אחת‬
‫מרחקים שונים ובכך בדקנו את התאמתם‪ .‬כתוצאה ממחק וניסויים‪,‬‬
‫תכננו והוצאנו לפועל מודל הנדסי אשר מטרתו להפחית פסולת חללית‪.‬‬ ‫יכולה לגרם נזק רב לכל חללית או עצם אחר שתפגוש בדרכה‪.‬‬

‫התחלה‬ ‫תיאור הפרויקט‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫זיהוי עצם‬
‫האם צריך להוריד? לא‬ ‫מודל הנדסי לטיפול בבעיית הזבל‬ ‫מטרת הפרויקט שלנו היא לנקות ולהפחית מן המסלולים השונים מסביב‬
‫החללי והנזק שהוא גורם לכלים שנעים‬ ‫לכדור הארץ‪ ,‬זבל חללי (‪ )derbies‬אשר יכול לפגוע בלוויינים‪ ,‬חלליות‬
‫כן‬ ‫במסלולים זהים לו‪ .‬המערכת מזהה‬
‫חלקים של זבל חללי במסלולים שנבחר‬ ‫ובכלי חלל שונים למנוע שימוש ולגרום להן לנזק רב‪.‬‬
‫ומורידה אותם לגובה שהם יוכלו לבדם‬
‫לרדת למסלול אשר יבטיח את נפילתם‬

‫ושריפתם בכניסה בכדור הארץ‪.‬‬

‫בודק מרחק‬

‫כן האם מרחק מתאים? לא‬

‫מפעיל מנועים‬ ‫תופס פסולת‬
‫ומוריד אותה‬
‫לכיוון כדור הארץ‬

‫סיום‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬יותם סגב ואיתי כהן‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מיכאל יוניברג‪ ,‬מוטי בוכניק‬

‫שינה בחלל‬

‫מטרת הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫להיטיב את השינה בחלל‪ ,‬ולוודא את בטיחותו של האסטרונאוט באמצעות‬ ‫שינה היא חלק משמעותי וחשוב בחיינו‪ ,‬שליש מחיינו מושקעים לטובת‬
‫מודל הנדסי שתכננו‪ ,‬בשילוב בדיקת כל המערכות שבתא השינה בחללית‪.‬‬ ‫שינה‪ .‬השינה עוזרת לנו לתפקד באופן מלא ולבצע פעולות שונות‪.‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫אמנם בחלל השינה שונה מכדור הארץ אך גם שם יש מגוון בעיות‬
‫בשינה‪.‬‬
‫הפרויקט שלנו נותן חיווי במטרה להיטיב את השינה בחלל ולהבטיח‬
‫שינה בטוחה‪ .‬אנו עושים שימוש בחיישן איכות האוויר‪ ,‬חיישן טמפרטורה‬ ‫לאסטרונאוטים מוקצים כ‪ 8.5-‬שעות שינה בכל יום‪ .‬מנגד‪ ,‬רבים מהם‬
‫וחיישן דופק‪ .‬בנוסף לכך‪ ,‬המערכת תערוך השוואת לחצים על מזרן‬ ‫דיווחו כי מספיקות היה להם כ‪ 6-‬שעות שינה בשביל הרגשה טובה‬
‫בכדור הארץ אל מול הצפוי להיות בחלל‪ .‬לצורך כך נעשה שימוש בחיישני‬
‫לחץ ומערכת שתפעיל את הלחץ על גבו של האסטרונאוט בהתחשב‬ ‫וערנית‪.‬‬
‫בחלל עלולות להיות בעיות גם בביצוע פעולות בסיסיות כמו שינה‬
‫בשינויים הפיזיקליים בין כדור הארץ לחלל‪.‬‬ ‫מכיוון שהאסטרונאוטים חיים ישנים ופועלים באפס כבידה‪ ,‬מצב שונה‬

‫מהתנאים בכדור הארץ‪.‬‬
‫כאשר האסטרונאוט ישן ללא תנועה רבה יכול להיווצר סביב ראשו "בועה"‬

‫של פחמן דו‪-‬חמצני ולכן האסטרונאוט חייב לישון ליד פתח אוורור‪.‬‬
‫שינה נוחה תפגע בגלל שבכדור הארץ האסטרונאוטים רגילים לישון‬
‫על מזרן שמפעיל לחץ על הגב שלהם (בגלל כוח המשיכה) בחלל כוח‬

‫משיכה מופחת בצורה משמעותית‪.‬‬

‫התחלה‬

‫האם הטמפרטורה‬ ‫האם איכות האוויר‬ ‫האם הדופק תקין?‬
‫בתא השינה תקינה?‬ ‫בתא השינה תקינה?‬ ‫לא כן‬
‫לא כן‬ ‫לא כן‬

‫שלח הודעה‬ ‫שלח הודעה‬ ‫שלח הודעה‬ ‫שלח הודעה‬ ‫שלח הודעה‬ ‫שלח הודעה‬
‫למחשב‬ ‫למחשב‬ ‫למחשב‬ ‫למחשב‬ ‫למחשב‬ ‫למחשב‬

‫שהטמפרטורה‬ ‫שהטמפרטורה‬ ‫שאיכות האוויר‬ ‫שאיכות האוויר‬ ‫שהדופק תקין‬ ‫שהדופק לא‬
‫תקינה‬ ‫אינה תקינה‬ ‫תקינה‬ ‫אינה תקינה‬ ‫תקין‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬רועי ויה‪ ,‬אפק אלמלך‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מיכאל יוניברג‪ ,‬מוטי בוכניק‬

‫חיפוש מים בחלל‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫בתחילה‪ ,‬נעשה מחקר על החיישנים אשר יוכלו לשמש אותנו בבדיקת‬ ‫בזמננו‪ ,‬חקר החלל עומד בפני אתגרים רבים המונעים התיישבות קבע‬
‫לחות‪ ,‬טמפרטורה ואחוז המים באדמה‪.‬‬ ‫בירח ובהמשך גם על מאדים‪ .‬אחד האתגרים הוא אי הימצאות מים זמינים‬

‫לאחר שהובן לנו מהם החיישנים בהם נוכל להשתמש על מנת לאמוד את‬ ‫בהם יהיה ניתן להשתמש הן למטרות שתייה והן למטרות חקלאות‪.‬‬
‫אחוז המים שבאדמה עברנו ליישם אותם בעזרת מערכות ממוחשבות‪.‬‬
‫בשלב הסופי הורכבו המערכות אשר תוארו על דגם של רכב בעל זרוע‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫רובוטית אשר בו ניתן לשלוט על מנת לדגום את האדמה ואת נפח המים‬
‫פיתוח מערכות המסוגלות לאמוד את רמת הלחות באוויר ואת נפח‬
‫שבה‪.‬‬ ‫המים באדמה‪ ,‬אותן מערכות יותקנו על רכב חללי בעל זרוע רובוטית‪.‬‬
‫כך בשלב הראשוני במטרה ליזום חקלאות בחלל יוכלו להסיע את הרכב‬
‫תיאור הפרויקט‬ ‫על אדמת כוכב הלכת או הירח וניתן יהיה לאמוד את רמת המים בו‪.‬‬
‫בשלבים המתקדמים‪ ,‬רכבים מסוג זה יוכלו לבדוק את אדמת הירח‬
‫הפרויקט בשלבו הסופי הינו מודל הנדסי בעל יכולת להגיע בעזרת הוראות‬
‫מן המשתמש לאדמה ובעזרת החיישנים אשר הורכבו עליו לאמוד את‬ ‫ולבדוק פוטנציאל להימצאות מים‪.‬‬

‫אחוז המים באדמה ובאוויר‪.‬‬

‫קבלת נתונים‬ ‫עצירה ודגימת האדמה‬ ‫נסיעה של‬ ‫קליטת מסלול‬
‫מן האדמה בעזרת‬ ‫בעזרת זרוע רובוטית‬ ‫כ‪ 5 -‬מטרים‬
‫על המסלול‬
‫חיישני לחות‬

‫עיבוד הנתונים‬
‫והצגתם על הצג‬
‫כולל המיקום המדוייק‬
‫של הממצאים‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬חן שמולמן‪ ,‬דוד קרבוט‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מוטי בוכניק‪ ,‬מיכאל יוניברג‬

‫זזים מהראש‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫הפרויקט שיצרנו מאפשר להבחין בין סוגי מצמוצים ולנתח את המידע‬ ‫במדינת ישראל קיימים כ‪ 35,534-‬נכים פיזיים ברמה בינונית עד גבוהה‪.‬‬
‫הנקלט מהקסדה של ‪.MindWave‬‬ ‫הם סובלים מחוסר עצמאות ובתלות קבועה באנשים‪ .‬הפתרונות הקיימים‬
‫היום בשוק הם כסאות ניידים גדולים‪ ,‬מגושמים ‪ ,‬שיש צורך להשתמש‬
‫אותות גלי המוח מועברים דרך התקן תשורת בלוטוס לעבר בקר‬ ‫בידיים על מנת לנוע איתם באופן עצמאי‪ .‬קיים צורך לחשוב על פתרון‬
‫הארדואינו‪ .‬התוכנה בארדואינו יודעת לקשר בין פקודות שמופנות‬ ‫עבור אנשים שסובלים מנכות ‪ 100%‬והיכולות הקוגניטיביות שלהם‬
‫למכונית לבין קישור האינפורמציה הנכונה מקריאת גלי המוח על ידי‬
‫פועלות כראוי‪.‬‬
‫הקסדה‪.‬‬
‫הפקודות שבארדואינו מפעילות את המכונית על ידי תשדורת בהתקן‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫בלוטוס ומורות לה על כיוון הנסיעה‪.‬‬ ‫מטרת הפרויקט הינה להדגים ולממש מערכת הנדסית שיודעת לנצל את‬
‫היכולות הרלוונטיות שפועלות אצל אנשים בעלי נכות מלאה‪ .‬מטרתנו‬
‫התחלה‬ ‫בבניית הפרויקט הינה לנצל את היכולות הקוגניטיביות ובאמצעותם‬

‫שדר מצמוץ דרך גלי מוח‬ ‫לגרום לתזוזה של כיסא גלגלים על ידי קריאת גלי המוח‪.‬‬

‫קליטת נתונים דרך‬ ‫תהליך הפיתוח‬
‫בלוטוס לארדואינו‬
‫כחלק מתהליך הפיתוח למדנו לתפעל ולחקור קסדה הקוראת גלי מוח‪.‬‬
‫האם גל מוח שהגיע‬ ‫תן פקודות למכונית‬ ‫נוסף על כך‪ ,‬נעזרנו בשלד מכונית (כבסיס) הפועלת על ארבעה מנועי‬
‫‪ . SERVO‬ערכנו סקירה ספרותית בנושא פענוח גלי המוח‪ ,‬והתרכזנו‬

‫בדרכי קישור בינם לבין הארדואינו דרך‬
‫הבלוטוס‪ .‬השקענו מאמץ רב בבניית‬
‫תוכנה חדשה שתקשר באופן מידיי בין‬
‫הבלוטוס במערכת לקסדה‪ .‬נוסף לכך‪,‬‬
‫שמנו דגשעל הבחנה בין מצמוץ רציונלי‬
‫(שיפעיל את המערכת) לבין מצמוץ אי‬

‫רציונלי שקורה באופן טבעי‪.‬‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬נטלי ליטבק‪ ,‬אורית יגר וניב שמאי‬
‫מנחים‪ :‬מוטי בוכניק‪ ,‬דב רוסו‪ ,‬מיכאל יוניברג‬

‫מערכת טכנולוגית לזיהוי תנודות באדמה‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫רקע לפרויקט‬

‫בחרנו להתמקד בשתי שיטות מחקר שונות‪ .‬האחת ‪ ,‬מתבססת על שימוש‬ ‫אחת מתופעות הטבע ההרסניות ביותר היא רעידת האדמה; חיזוי רעידות‬
‫בחיישן תאוצה המגיב לתנודות שונות (בהתבסס על חוק שני של ניוטון)‬ ‫אדמה נחלק לשני תחומים‪ :‬חיזוי לטווח ארוך וחיזוי לטווח קצר‪ .‬חיזוי‬
‫והשנייה ‪,‬מתבססת על השינוי הנוצר בשדה המגנטי וייתכן שגם משפיע‬ ‫לטווח ארוך מתבסס על עיבוד סטטיסטי של נתונים סיסמיים וטקטוניים‪,‬‬
‫ומהם מעריכים את התדירות והעוצמה של רעידות האדמה באזור מסוים‪.‬‬
‫על המוליכות החשמלית בסוגי קרקע שונים‪.‬‬ ‫ההסתמכות על חישובים אלו אינה מדויקת ולא תביא לתוצאה אותה‬
‫אנו מעוניינים‪ -‬מערכת שתאפשר מוכנות לרעידות האדמה בטווח זמן‬
‫תיאור הפרויקט‬
‫המאפשר להתארגן באופן בטוח‪.‬‬
‫המערכת הטכנולוגית אותה פיתחנו היא מערכת בסיסית‪-‬אידאלית אשר‬
‫מתבססת על קלט מחיישן התאוצה ומתרגמת את אות הכניסה ממנו‬ ‫מטרת הפרויקט‬
‫להתראה מידית באות גרפי‪ .‬על ידי תוכנית מחשב מותאמ נבדק האם‬
‫אות הכניסה מהחיישן יהיה גבוה מהערך הקריטי‪ .‬אם המצב יעמוד‬ ‫מטרת הפרויקט שלנו מביא לידי ביטוי את הצוך לחזות באמינות גבוהה‬
‫בתנאי יופעל אות קולי וישלח מסר למכשירי הטלפון של האנשים בתחום‬ ‫את מועד תחילת תופעת רעידת אדמה בטווחי זמן קצרים טרם התופעה‪,‬‬
‫במטרה למנוע נזקים ישירים ועקיפי ולאפשר זמן התארגנות ומוגנות‪.‬‬
‫הרעידה על ידי בלוטות'‪.‬‬ ‫המערכת שלנו תעזור לאנשים להיות בטוחים באופן ודאי לגבי המצב‬
‫הקיים בסביבתם היומיומית‪ ,‬כך שיותר אנשים יהיו משוכנעים לנקוט‬

‫באמצעי הזהירות ללא ספקות‪.‬‬

‫ראשית‪ ,‬רעידת אדמה‬ ‫המערכת שלנו אשר מתבססת על‬ ‫אם הסטייה תהיה גדולה‬
‫מתרחשת כתוצאה מגורמים שונים‬ ‫חיישן ‪– mpu 6050‬‬ ‫מהמצב הסטנדרטי‪,‬‬

‫עליהם נפרט בהמשך‪...‬‬ ‫חיישן תאוצה‪ ,‬מזהה בו בזמן את‬ ‫תוציא המערכת התרעה‬
‫הרעידה‪ ,‬על פי הסטייה הנוצרת‬ ‫על ידי שימוש בבלוטות' למכשירי‬
‫הטלפון של כלל האנשים באיזור‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬עדי טווקולי‪ ,‬קרין מילמן‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מוטי בוכניק‪ ,‬מיכאל יוניברג‬

‫מערכת התרעה לזיהוי ומניעת התפשטות‬
‫שריפות יער‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬
‫המערכת שלנו מזהה בזמן אמת את מוקד השריפה‪ .‬עשינו שימוש‬
‫בחיישני טמפרטורה המבוססים על אינפרא‪-‬אדום ומזהים עלייה חדה‬ ‫אש הוא אחד הגורמים העיקריים‪ ,‬שהשפיעו על הטבע והנופים בעולם‪.‬‬
‫בטמפרטורות‪ .‬המערכת שלנו תתחיל לפעול בצורה הבאה; המצלמות‬ ‫במהלך השנים האחרונות מספר בני‪-‬האדם המתגוררים באזורנו גדל‬
‫יצלמו את האזור שבו התחילה השריפה בשילוב עם חיישן ‪ GPS‬יתקבל‬ ‫והתערבות האדם בטבע מתרחבת‪ .‬כפועל יוצא מכך‪ ,‬שריפות רבות‬
‫מיקום מדויק של האזור‪ .‬מודול התקשורת האלחוטי יעביר את הנתונים‬ ‫מתלקחות ‪ -‬ביניהם הצתות מכוונות ומקריות‪ .‬כך‪ ,‬הפכה האש להיות גורם‬
‫שאספה המצלמה‬ ‫משמעותי בהתפתחות של הצומח בעולם‪ .‬במהלך השנים התמעטו ואף‬
‫והנ''צ‪ ,‬ויעביר למוקדי‬ ‫הושמדו לחלוטין‪ ,‬עצים ושיחים שונים שאינם מסוגלים לשרוד בתנאים‬
‫חיישן הטמפרטורה מזהה‬ ‫המצלמות מצלמות‬ ‫חירום‪ .‬מוקדי החירום‬
‫עלייה במעלות‬ ‫את האיזור‪ ,‬חיישן ‪GPS‬‬ ‫של שריפות חוזרות ונשנות‪.‬‬
‫נותן מיקום מדויק ‪ -‬נ''צ‬
‫מטרת הפרויקט‬
‫ינתחו את התמונה ויוכלו‬
‫לפעול בהתאם לגודל‬ ‫מטרת הפרויקט שלנו היא מניעת התפשטות השריפה באמצעות זיהוי‬
‫מוקדי החירום יפעלו על פי‬ ‫מודול התקשורת האלחוטי‬ ‫השריפה ומיקומה בדרך‬ ‫מוקדם של מוקד השריפה‪ ,‬צילום האזור והעברת המידע למוקד חירום‪.‬‬
‫שיקול דעתם ולפי הצורך‬ ‫מעביר את המידע שנקלט‬
‫מהירה ויעילה יותר‪.‬‬ ‫תהליך הפיתוח‬
‫למוקדי חירום‬
‫ערכנו ניסויי חקר שונים עם חיישני טמפרטורה‪ ,‬ערכנו סימולציה של‬
‫שריפה שתדמה תרחישים שונים שעלולים לקרות‪ .‬וכפועל יוצא מכך‪,‬‬
‫הגענו למסקנות שונות שתרמו לנו בפיתוח המודל ההנדסי הראשוני‪.‬‬
‫הניסוי הראשון שלנו היה על חיישן טמפרטורה כדי שנוכל להסיק‬
‫מסקנות ולבחון את אופי ההתנהגות שלו‪ .‬כתבנו קוד בתוכנה שנקראת‬
‫‪ NETLOGO‬ובה ערכנו סימולציה של שריפה בתנאים שונים‪ ,‬כגון‪ :‬כיוון‬
‫ועוצמת הרוח‪ ,‬צפיפות היער‪ .‬על ידי סימולציה זו‪ ,‬יכולנו להעריך כיצד‬
‫שריפה מתפשטת ולהסיק מסקנות שונות כגון‪ :‬מיקום המודל ההנדסי‬

‫בהתאם לצפיפות היער וכו'‪.‬‬

‫התפשטות שריפה‬
‫נמנעה בהצלחה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫מקיף י"ב המעיין‪ ,‬ראשון לציון‬

‫תלמידים‪ :‬מקסים סיזוננקו‪ ,‬איתי הופמן‬
‫מנחים‪ :‬דב רוסו‪ ,‬מוטי בוכניק‪ ,‬מיכאל יוניברג‬

‫כוורת דבורים‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫תיאור הבעיה‬

‫בפרויקט שלנו מימשנו דגם המצויד במגוון חיישנים ורכיבים אלקטרוניים‬ ‫בשנת ‪ 2006‬הבחינו לראשונה מגדלי דבורים בתופעת‬
‫המוצמדים לפתח של הכוורת ולתוך הכוורת עצמה‪ .‬בכניסה של הכוורת‬ ‫התמוטטות המושבה‪ ,‬היעלמותן של דבורים עד להתרוקנות הכוורת‬
‫נצמיד קרני לייזרים אדומים המאירים מקצה אחד של פתח הכניסה‬ ‫וקריסהמוחלטתשלהמושבהעקבנגיףאגרסיביוהרסניבמיוחד‪.‬התופעה‬
‫לקצה השני שלו שבו יוצמדו חיישני אור (‪ )LDR‬וזאת על מנת שכאשר‬ ‫אחראית לקריסה של יותר מ‪ 25%-‬מכוורות הדבורים המלאכותיות‪.‬‬
‫הדבורים ייכנסו ויצאו חיישן האור יוכל לזהות מקטעים בתאורה הנגרמים‬ ‫הדבורה היא המאביקה המרכזית בטבע שאחראית להאבקת ‪80%‬‬
‫על ידי תזוזה של הדבורים וכך נספור את מספר הדבורים על מנת לזהות‬
‫חריגה בכמות הדבורים העלולה להיגרם עקב הנגיף‪ .‬נוסף על כך‪ ,‬נשים‬ ‫מהיקף הגידולים החקלאיים בעולם‪.‬‬
‫בתוך הכוורת חיישנים סביבתיים על מנת לעקוב אחר ההיגיינה של‬
‫מטרת הפרויקט‬
‫הכוורת והשינויים הפנימיים‪.‬‬
‫מטרת הפרויקט שלנו הוא לתכנון ולפתח מערכת בקרה הנדסית במטרה‬
‫לבדוק שינוי בכמות הדבורים בתוך הכוורת‪ .‬כפועל יוצא מכך‪ ,‬לזהות‬
‫בשלב מוקדם את הנגיף הגורם לתמותה של הדבורים‪ ,‬ומעניק זמן פעולה‬

‫לטפל בבעיה לפני שהכוורת תקרוס‪.‬‬

‫תהליך הפיתוח‬

‫במהלך פיתוח הפרויקט ערכנו מחקרים רבים מדעיים וטכנולוגיים‪.‬‬
‫מטרת החקר הייתה ללמוד על התהליך המתרחש בכוורת כפועל יוצא‬
‫של הנגיף ועל המאצעים הטכנולוגיים אשר ניתן לעשות בהם שימוש‬

‫לטובת מתן מענה מיטבי לבעיה‪.‬‬

‫מספר דבורים‬ ‫רמת אויר‬ ‫כוורת דבורים התרעה‬
‫בכוורת‬ ‫נקי‬

‫מערכת ספירה‬

‫בדיקת אויר נקי‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון הנדסאים ליד אוניברסיטת תל אביב‬

‫תלמידים‪ :‬פלג צדוק‪ ,‬שי גולדשמיד‬
‫מנחה‪ :‬צביקה רביב‬

‫ניטור איכות מים‬
‫‪Monitoring Fresh water quality‬‬

‫תיאור הפרויקט‬ ‫הרקע לפרויקט‬

‫בחרנו להשתמש בחיישן ‪ ,pH‬על מנת לאתר חומצות ובסיסים‪ ,‬ובחיישן‬ ‫לפי המשרד להגנת הסביבה‪ ,‬שימור משאבי המים הוא האתגר הסביבתי‬
‫מוליכות‪ ,‬על מנת לאתר את ריכוז המלחים במים‪ .‬המכשיר יקלוט את‬ ‫הגדול ביותר הניצב כיום בפני מדינת ישראל‪ .‬מקורות המים הדלים‪,‬‬
‫המידע באמצעות החיישנים‪ ,‬ובאמצעות מעבד (‪ ,)esp32‬יחשב את‬ ‫העומדים כיום לרשות ישראל‪ ,‬מצויים בסכנה מתמדת של זיהום בפסולת‬
‫הנתונים ויחזיר תוצאה סופית‪ :‬האם המים הינם ראויים לשתייה‪ ,‬או‬ ‫מוצקה‪ ,‬שפכים‪ ,‬דלקים‪ ,‬חומרי גלם ותוצרים תעשייתיים‪ .‬מבחינת תחום‬
‫לא‪ .‬את חיישן ה‪ pH‬הזמנו באינטרנט‪ ,‬בעוד את חיישן המוליכות אנו‬ ‫חיים אחר‪ -‬טיולים בטבע‪ -‬מי שתייה גם הם בעיה מרכזית בתכנון טיולים‪.‬‬
‫נבנה בעצמנו (לא נדרשת רמת דיוק מקצועית עבור חיישן זה)‪ .‬על מנת‬ ‫בטיולים ארוכים מתעוררת בעיה של משקל המים וכמות המים שניתן‬
‫להחזיר תשובה מתאימה‪ ,‬אנחנו נדרש להוסיף פונקציה לקוד של ה‬ ‫לסחוב‪ .‬נתון זה יצר את הצורך בניטור איכות מים ממקורות מים טבעיים‬
‫‪ esp32‬שתעבד את הנתונים‪ ,‬וגם להוסיף תצוגה (ניתן לממש אותה‬ ‫בפשטות שתתאים למטייל‪ .‬כיום‪ ,‬בעקבות תעשייה מפותחת‪ ,‬עיור‬
‫וחקלאות‪ ,‬מקורות מים רבים מזדהמים ואינם ראויים לשתייה‪ .‬בשנים‬
‫באמצעות לדים‪ ,‬או צג דיגיטלי)‪.‬‬ ‫האחרונות התגלו בעיות וזיהום מקורות מים אשר גרמו לתחלואה של‬

‫הצג בצג ה‪:LCD -‬‬ ‫כן‬ ‫טובלים את החיישן בתמיסה‬ ‫טיילים רבים‪.‬‬
‫‪"Undrinkable:‬‬ ‫האם למים רמת ‪ pH‬קטנה מ‪?6.5-‬‬
‫"‪Water are too acidic.‬‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫הצג בצג ה‪:LCD -‬‬ ‫כן‬ ‫לא‬ ‫מטרת הפרויקט היא לתכנן וליצור מכשיר נייד‪ ,‬קל משקל‪ ,‬שמנתח את‬
‫‪"Undrinkable:‬‬ ‫האם למים רמת ‪ pH‬גדולה מ‪?8.5-‬‬ ‫איכות המים על פי המזהמים הנפוצים ביותר ומחזיר תשובה האם הם‬
‫"‪Water are too alkaline.‬‬ ‫ראויים לשתייה או לא‪ .‬המצאה זו תהווה בדיקה סופית וחיונית עבור‬
‫מטיילים לפני שהם חושפים את עצמם למקורות מים טבעיים‪ ,‬שכאמור‪,‬‬
‫לא‬
‫עלולים להכיל זיהומים ומפגעים בטיחותיים‪.‬‬

‫הצג בצג ה‪:LCD -‬‬

‫‪"Undrinkable:‬‬ ‫לא‬ ‫האם ריכוז המלחים קטן מ‪ 600-‬מ"ג?‬
‫"‪The salt level is too high.‬‬

‫כן‬

‫המים ראויים לשתייה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬

‫מהנדסים צעירים‬ ‫משרד החינוך‬
‫מינהל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע‬
‫ע"ש פרופ' קני פרייס‬
‫האגף למצוינות בחינוך הטכנולוגי‬
‫תשפ"א‪ 2020/‬עבודת גמר‬ ‫הפיקוח על המגמה המדעית‪-‬טכנולוגית‬
‫בטכנולוגיה מוכללת‬

‫המגמה המדעית ‪ -‬הנדסית‬

‫תיכון אורט‪ ,‬אורנית‬

‫תלמיד‪ :‬אורי יאיר‬
‫מנחה‪ :‬צביקה רביב‬

‫פיזיקה ויזואלית ‪Visivo Physics‬‬

‫תהליך הפיתוח‬ ‫רקע לפרויקט‬

‫לאחר חשיבה מרובה על רעיונות שונים‪ ,‬הגעתי לרעיון הדמיית נושא‬ ‫החלטתי ליצור לתלמידי ומורי הפיזיקה ברחבי הארץ סימולציה קלה‬
‫המכניקה‪ .‬התחלתי לפתח בתוכנה יוניטי את הדרך בה המשתמשים‬ ‫לשימוש בה הם יוכלו להשתמש כאשר הם מנסים להבין ולהסביר שאלות‬
‫יכולים לערוך את המערכות‪ ,‬עיצבתי את התוכנה וציירתי אובייקטים‬ ‫במכניקה‪ .‬כיום‪ ,‬החלופה לכך הן ספרים‪ ,‬שהם מקור הבעיה שכן מנסים‬
‫לשימוש עתידי‪ .‬שיטת עריכת המערכות עברה שינויים רבים בכדי‬ ‫להבין מערכות תלת ממדיות בתמונה דו ממדית סטטית‪ ,‬או התוכנה ‪,PhET‬‬
‫להבטיח נוחות לכל משתמש‪ .‬תוך כדי בניית התוכנה חקרתי את צורכי‬ ‫הנועדה לבניית מערכות פיזיקליות אך קשה מאוד לשימוש ודורשת ידע‬
‫התלמידים ודעותיהם לגבי הפרויקט‪ ,‬ולמדתי לעומק את נושא המכניקה‪.‬‬ ‫קודם בבניית המערכות‪ ,‬בנוסף לכך שאינה ממוקדת בנושא המכניקה‪.‬‬
‫בידי המשתמשים ועסקתי בפיתוח האתר והתוכנה לבסוף שילבתי את‬
‫נושא המכניקה בקוד הסימולציה‪ ,‬התעסקתי בשמירת המערכות שנבנו‬ ‫מטרת הפרויקט‬

‫שניתן להוריד דרכם המשתמשים יוכלו לגשת לתוכנה‪.‬‬ ‫מטרתי היא ליצור תוכנה קלה לשימוש‪ ,‬שכל אחד יכול להשתמש בה‬
‫מהרגע שהוא פותח אותה‪ ,‬וכך להימנע מהבעיות של התוכנה ‪ .PhET‬בו‬
‫כניסת משתמש‬ ‫בזמן ניסיתי לאפשר למשתמשים ליצור מערכות תלת‪-‬מימדיות דינמיות‬
‫מסך הבית‬ ‫ריאליסטיות שניתן לראות את תנועתן בעין‪ ,‬בכדי לגרום להבנת החומר‬

‫בקרב תלמידי הפיזיקה למיניהם‪.‬‬

‫חזרה‬
‫חזרה‬

‫סצנה חדשה‬ ‫סצנות שמורות‬

‫חזרה‬ ‫שמירה‬
‫וחזרה‬

‫עריכת סצנה‬

‫הרצת סימולציה‬

‫שלומי אחנין מפמ"ר ‪ / [email protected]‬דב רוסו מדריך ארצי ‪[email protected]‬‬