Individuelle, selbstgewickelte Pickup

[Ben zen Berg]

Ich habe letztes Wochenende die große Experimentierphase gestartet:
Alles was ich hier schreibe und zeige ist - wenn es nicht zum jetzigen Zeitpunkt patentrechtlich geschützt ist - Open Design / Open Source Hardware.

LB_004 - 2 x 4.000 Windungen, Balkenmagnet, Nord-Süd-Achse = Wickelachse - war brummfrei aber viel zu leise.

LB_005 ist nur ein Chassis - klassische Magnet Rods in Kombi mit P-90-Style Magnet Bars. Hier habe ich zwei unterschiedliche Wickelachsen getestet:

Wickelachse = Nord-Süd-Achse der Rods = sehr leise & nicht brummfrei

Wickelachse = Nord-Süd-Achse der Barren = brummfrei aber nur unwesentlich lauter als LB_004.
Und dann habe ich ein wenig getestet und unterschiedliche Spulen kombiniert....

 

[Ben zen Berg]

Nach dieser "Proof of Principle Study" wurde Laborratte 006 entwickelt.

LB_006 hat einen AlNiCo 5 Balken - 56.5mm x 5mm x 6.5mm (N-S). Die Magnetachse liegt parallel zur Saitenachse.
Die beiden Spulen haben je 6.000 Wicklungen und einen nicht magnetischen Kern, dessen Querschnitt dem des Balkenmagnetes entspricht.
Die Wickelachse liegt auch parallel zur Saitenachse und liegt in einer Flucht mit der Magnetachse. Natürlich ist die Wickelrichtung der Spulen gegenläufig.

Von oben werden sechs runde AlNiCo 5 Magnetstäbe - 14 x 5 mm - im rechten Winkel auf den Magnetbalken gestellt. Die magnetische Ausrichtung ist bei allen Stäben gleich und führt von den Saiten (Nord) zum Magnetbalken (Süd).

Das Teil klingt und verhält sich wie ein Single Coil, ist aber ein Humbucker. Es ist immer noch kein lauter Tonabnehmer, aber zum ersten mal ist der Output zufriedenstellend.
Bedingt durch die 12.000 Umdrehungen werden die Höhen etwas gedämpft. Aber bei meinem Jazzmaster soll auf der Brücke das Kreischen eh verboten werden

Sound-Beispiele folgen...

 

[Ben zen Berg]

Und so klingt der Sidewinder:

 

[Ben zen Berg]

Und wieder was neues:
DiaForce : The End of the Traditional Guitar Pickups!

 

[bagotrix]

Hi Ben,

erst mal Glückwunsch zum Erfolg Deiner Bemühungen (und zu Deiner Zähigkeit...)! Klingt für mich im Einzelbetrieb schon mal sehr gut, auch mit Verzerrung klar von einem HB zu unterscheiden. Ganz klar ein Fall für .

Wirst Du das Konzept weiter verfolgen bzw. perfektionieren? Die Lautstärke scheint Dich ja noch nicht ganz zu befriedigen; da könnte man jetzt entweder sagen "macht nix, an den Hals kommt eh noch ein Sidewinder, dann stimmt die Abstimmung wieder", oder versuchen, den Output über stärkere Magnete oder mehr Wicklungen - ggf. mit dünnerem Draht - weiter zu erhöhen. Bin gespannt auf weitere berichte.

Was mich noch interessieren würde: rein von der Spulengeometrie bietet sich bei JM ja eigentlich ein Stacked HB besonders an, und vom Magnetaufbau mMn auch mehr als bei P-90. Wenn ich mir die ersten Posts so ansehe, scheinst Du das aber nie näher in Erwägung gezogen zu haben. Jetzt habe ich gesehen, dass Kinman einen Stack baut, natürlich mit seinen speziellen Patenten:

http://www.kinman.com/guitar-pickups/jazzmaster/

Er spricht hier interessanterweise von einem "600 Ohm hum cancelling system", wobei der geringe Widerstand (der zweiten Spule, nehme ich mal an) auf eine starke Verminderung der prinzipiellen Nachteile einer zweiten Spule weisen könnte. Hast Du schon mal darüber nachgedacht, Kinmans Tricks zu integrieren?

Gruß, bagotrix

 

[Ben zen Berg]

Oh, vielen Dank für die Kekse. Und ja, es geht weiter. Ein Teil meiner Bestellungen ist auch schon eingetroffen:

Bobbins und Pole Pieces sind da, die Magnete trödeln noch im Poststreik herum.
Vier Spulen-Pärchen in unterschiedlicher Wicklung werden mit Kombinationen aus AlNiCo V, Neodym, Edelstahl und Nothing gefüttert.
Mal schauen, was da rauskommt...

 

[Ben zen Berg]

Zwei Jaguar Bobbins bilden das Chassis für Laborratte 007 - Es wird nicht auf den Namen James hören.
2 mal 5.000 Umdrehungen mit 0.071 er Draht. In der Mitte ist wieder der AlNiCo Block.

 

[Ben zen Berg]

LB_007 wurde mit unterschiedlicher Bestückung getestet, in der Mitte war aber immer der AlNiCo 5 Block:

1. Sechs Neodym Rods, 5 mm Ø, 5mm hoch. Im rechten Winkel zur Saitenachse senkrecht auf den Block gestellt. –> Hm, das ist schon lauter, klingt aber sehr "analytisch". Alles wird fein differenziert und sehr dynamisch reproduziert. Mir fehlt aber ein wenig Wärme.
   
   
2. Sechs AlNiCo 5 Rods, 5 mm Ø, 10 mm hoch. Im rechten Winkel zur Saitenachse senkrecht auf den Block gestellt. –> Oops, das hätte ich jetzt so nicht erwartet, der Sound wird viel harscher, dünner und leiser. Wahrscheinlich liegt es an den doppelt so langen Magneten. Aber kürzere AlNiCo Rods habe ich nirgends gefunden. Also schnell wieder raus damit.
   
   
3. Die sechs Neodym Rods nehmen wieder den Platz ein, jetzt werden aber noch zusätzlich zwölf Pole Pieces aus Stahl in die Bobbins gesteckt. –> Yep, Volltreffer. Das gibt dem Pickap eine Seele – eine sehr dunkle Seele. Fast schmelze ich dahin – aber geht noch mehr?
   
   
4. Die Pole Pieces werden gegen zwölf AlNiCo 5 Rods (5 mm Ø, 10 mm hoch) ausgetauscht, natürlich mit gegenläufiger Magnetisierung in den Bobbins. –> Nein, so gar nicht meins. Perfekt für High Gain und heftiger Zerre. Sehr druckvoller, scharfer Ton. Sehr präzise - eher schon brutal in seiner Deutlichkeit – jedes Antippen der Saiten wird dokumentiert. Im cleanen und leicht angezerrten Bereich aber zu steril und viel zu schneidend.

Also wieder zurück auf drei. Der dickere Draht mit der geringeren Windungszahl liefert mir auf der Bridge aber noch zu viele Höhen. Ich werde das Teil am Hals verbauen. Für die Brücke nehme ich wieder den 0,063er Draht, dafür aber mit 2 x 6000 Windungen.

 

[bagotrix]

Es bleibt spannend! Toll, wie Du Dich an Dein Wunschergebnis ran tastest. Freu mich schon auf dein nächstes Video. Ach ja - welche Potiwerte verwendest Du denn, den Fender-Standard von 250 KOHm?

Gruß, bagotrix

 

[Ben zen Berg]

Vielen Dank. Ich habe Jazzmaster-konforme 1 MΩ Potis verbaut. Hier sind noch ein paar Bilder von der Entstehung des Bridge PUs:

Nach 6.000 Windungen könnte die Spule noch ca. 500 weitere Umdrehungen aufnehmen.

Aber die erreichten 2 x 6.000 werden gesichert und gemeinsam mit den Spulen des Neck PUs in Ochsenblut gepottet (Ich hatte keinen ungefärbtes Wachs mehr im Haus).

Und so schaut's dann aus...

Meine größte Sorge bereitet aber die Polarachse der Neodym Rods - diese ist leider axial und nicht im rechten Winkel dazu ausgerichtet. Der AlNiCo Block soll aufgrund des Seitenverhältnisses im offenen Magnetkreis nicht sehr stabil sein. und dann kommt dazu die Neodym-Power in einer anderen Achsausrichtung... Mal schauen, wie lange sich der Block wehren kann. Wenn er verliert, dann brummt es wieder...

 

[bagotrix]

Hi,

das mit den 1 MOhm hatte ich ganz vergessen - Jazzmaster, richtig, da war doch was...
Wenn Dir die PUs zu bissig sind, wäre in dem Fall aber doch eine Menge Spielraum nach unten da, mit einem zum Poti parallel geschalteten Widerstand könnte man das auch ruckzuck austesten.

Was mir nicht so ganz klar ist, ist der Zweck des AlNiCo-Balkens, gerade, wenn er sich mit der Polrichtung der Neos beißt. Vielleicht wäre es da zielführend, ihn durch ein schlichtes Stück Eisen zu ersetzen, bzw. durch Stahlpolstücke wie in den Spulen. Mechanisch könnte man sie ja durch ein hölzernes Joch mit Löchern sichern. An und für sich sind Neos ja so starke Magnete, dass sie auch diese zusätzlichen Stücke ausreichend magnetisieren dürften.

Eine Alternative wäre ein schmaler Balkenmagnet, wie sie zB bei günstigen MIM-Strats neben den Stahlpolpieces zu finden sind. So einen könntest Du hochkant einbauen, sodass er die gleiche Ausrichtung der Pole hat wie die Neos.

Gruß, bagotrix

 

[Ben zen Berg]

Zur Besänftigung der original verbauten Brückenfurie hatte ich auch mal ein 250 kΩ Tone Pot verbaut - das war gut für den Brücken- aber schlecht für den Hals-Tonabnehmer.

Warum ein Balkenmagnet? Er hat die richtige magnetische Ausrichtung und liefert ein großes Magnetfeld = mehr Strom. Die Magnetstäbe sollen einfach nur die Saitenschwingung sehr fokussiert Aufnehmen und mit möglichst wenig Magnetkraftschwund an den Balken weiterleiten. Das erhält den Single Coil Charakter. Die Voraussetzung: 4,8 bis 5 mm im Durchmesser, 5 bis 7 mm lang.
Das Optimum für ein stabiles Magnetfeld bei AlNiCo Magneten ist Länge zu Durchmesser = 4:1, Längsachse = Polarachse. Die kürzesten AlNiCo Rods, die ich gefunden habe, waren 10 mm lang und klangen im Praxistest gar nicht gut.
Neodym Stäbe/Scheiben habe ich im richtigen Maß gefunden - leider auch axial polarisiert. Für eine Testreihe habe ich diese einfach mal bestellt, da ich die Klangeigenschaften von Neodym kennen lernen wollte. Was ich bisher gelesen hatte: Klingt sehr neutral aber nicht ganz so steril wie Keramik und nimmt sehr empfindlich/detailliert auf.

Ein schlichtes Stück Eisen liefert ein deutlich schwächeres Magnetfeld und übernimmt die Polarachse der Magnet Rots. Diese verläuft dann zwischen den beiden Spulen und hat somit für beide Spulen die gleiche Ausrichtung –> Auslöschung statt hum cancelling
Auch habe ich festgestellt, das eine Spule am effektivsten ist wenn Wickel- und Polarachse in einer Flucht liegen und die Polarachse durch das Zentrum der Spule geführt wird.

Und:

Teile aus weichmagnetischem Stahl würde ich nicht in die Spulen stecken, denn dadurch wird die Resonanzüberhöhung bedämpft,

Der verwendeten AlNiCo 5 Block findet normalerweise Platz zwischen zwei Blades im Single Coil sized Humbucker. Dessen Maße werden wohl identisch mit den von Fender in Mexico verbauten AlNiCo 5 Blöcken sein.

 

[Ben zen Berg]

Das klingt nach Single Coils, und sie sind auf der dunklen Seite zu hause. Mit der 65er Plexi Simulation kommen sie warm und schwer deher.
Die Neodyms machen die PUs schon sehr aufzeichnungsfreudig - bei 0:19 ist z.B deutlich das Tapping der Greifhand zu hören. Und der Stahl im Spulenkern bringt diese Wärme...

Aber - die unterschiedliche Magnetisierung macht sich schnell bemerkbar. Der Magnet im Bridge-PU ist der, welcher für alle vorherigen Tests schon eingesetzt wurde. Dadurch brummt der Bridge-PU deutlich mehr und ist auch leiser / klingt ein wenig Out of Phase. Also habe ich nochmal gesucht, und mich für eine Lösung entschieden, bei der die Pickups auch optisch nicht mehr ganz so gewöhnlich daher kommen:

Und dann habe ich ein CAD-Programm geöffnet...

 

[Ben zen Berg]

Nachdem ich sechs Wochen auf meine "Rapid" Prototyping Bestellung warten musste, wurde ich auch vom Ergebnis schwer enttäuscht.
(https://www.musiker-board.de/threads/erfahrungen-und-tipps-zu-3d-druck-rapid-prototyping.617881)

Mit ein wenig Nacharbeiten konnte ich die Teile jedendoch für zwei grobe Prototypen verbauen.

Im ersten Versuch Habe ich dem Neck-PU 2 x 4.000 und dem Bridge-PU 2 x 4.300 Windungen gewickelt. Das ganze war "sehr dynamisch" - Mit dezentem Anschlag brachten die PU's das, was ich haben wollte. Sobald ich aber richtig fett in die Saiten langte, wurde es unschön. Die PUs waren unverträglich mit den Mega-Ohm-Pots, erst unterhalb der 3/4-Volume-Stellung kamen auch die hart angeschlagenen Töne ohne Ohrenschmerz-Attacke.

Da die PUs aber auch nicht die Lautesten waren, habe ich noch einmal deutlich nachgelegt: Der Neck-PU hat jetzt 12.000, der Bridge-PU 13.000 Windungen.

Das war dann deutlich zuviel. Ich habe aber endlich begriffen, das ich einen Fehler in der Konstruktion habe. Der Neck-PU klingt total matschig, der Bridge-PU eigentlich ganz nett, aber wie ein Neck-PU.
Viel zu stark ist die Hochfrequenz-Dämpfung. Der Konstruktionsfehler: Die Polarität ist für beide Spulen gleich.

So ähnlich müssen wohl die ersten Stacked Humbucker geklungen haben...

 

[Don Joe]

Und, wie sieht's aus?

 

[Ben zen Berg]

Es wird weiter gehen, nur z.Zt fehlt einfach die Zeit.

 

[Ben zen Berg]

Nach fast 1-1/2 Jahren kommt hier mal wieder ein Lebenszeichen:
Ich hab die Pick-Ups mit den 3D-Print-Coils noch mal nachgemessen: Bridge PU hat 7.350 Ω, Neck 7.100 Ω - eigentlich ganz normale Humbucker-Werte.

Mit dem Mehr an Wicklung bin ich noch mal auf #88 Punkt 4 zurück gegangen und hab' ein Beispiel mit viel Zerre aufgenommen:

 

[Ben zen Berg]

Hier ist das vorläufige Endergebnis:

 

[bagotrix]

Hi,
Herzlichen Glückwunsch - Kekse unterwegs!

Die JM ist ja nicht wirklich meine Welt - von daher bin ich jetzt vielleicht nicht der kompetenteste Juror, aber das klingt auf jeden Fall nicht nach HB, P-90 oder Strat. Sehr eigenständig, und gerade zu dem Musikstil aus Deinem Video verzerrt wie clean total auf den Punkt. Außerdem höre ich hier in einigen Parts das erste Mal eine Berechtigung für das "Jazz" in "Jazzmaster" heraus...

Jetzt würde mich noch interessieren, wo Du selbst diese letzte Version verortest, gerade auch im Vergleich zu einem P-90 und auch zu Deinen bisherigen Versuchen. Tatsächlich nur ein "vorläufiges" Endergebnis oder liegen die PUs beim Spielen jetzt schon nahe an Deinem JM-Wunschsound?

Gruß, bagotrix

 

[Ben zen Berg]

Hmm, vielen Dank für Lob & Kekse. Die Sidewinder klingen eindeutig nach Single Coils aus der Fender Offset Familie. Die hohe Zahl an Windungen hat die Höhen deutlich abgesenkt, so dass es auf der Brücke nicht so schneidend ist. Der Sound ist sehr klar, also weit weg vom P-90. Und da das Magnetfeld Single Coil like auf die Saiten gerichtet ist, liefern die Sidewinder auch nichts, was in Richtung Humbucker geht. Das macht sich mit viel Gain deutlich bemerkbar: Ohne zu brummen sind sie messerscharf in der Zerre!
Es sind aber nicht die lautesten Pickups, und tummeln sich, leicht über Mustang, im Vintage Strat Bereich...
Vom Sound liefern die Pickups das, was ich haben wollte