Individuelle, selbstgewickelte Pickup

[Ben zen Berg]

FYI @HD Ich habe das Magnet-Paradies für Pickup-Winder gefunden: Cermagmagnets
Eine Riesenauswahl und dazu noch günstig genug, das sich selbst der Import noch rechnet.

 

[Ben zen Berg]

Ich hab zwei externe Stepper an meine Baby-CNC angeschlossen, um zu sehen, wie gut sich der GRBL-Controller zur Steuerung einer Wickelmaschine eignet.

Und, ja, das funktioniert sehr gut. Der einzige Schwachpunkt ist die Drehzahl. Der Vorschub ist auf 1.000 mm pro Minute begrenzt. Da die CNC-Gewindestangen jedoch 4 mm Vorschub haben, bleibt eine maximale Geschwindigkeit von 250 rpm - das ist schon arg wenig. Bei der Drahtführung steht damit eine Toleranz von 0.022 mm. Das wäre OK, denn dieser Wert gilt für den Zielkoordinator.
Neben dem zeitlichen Faktor wirkt sich die Drehgeschwindigkeit auch auf die Tension aus. Zum Testen habe ich die Spulen für zwei P47² PickUps gewickelt. Die sind schon ganz schön locker.
Die Firmware lässt sich natürlich anpassen, ich könnte aber auch eine 1:4 Übersetzung einsetzen, um den Motor nicht Dauerhaft (für Stepper) doch recht hochtourig zu fahren. Da könnten die Druckertreiber des dafür nicht ausgelegten Controllers sehr schnell heiß werden. Ich hab' mal einen passenden Zahnriemenscheibensatz gekauft, um die Belastung auch bei größeren Spulen zu checken. Ich erwarte da aber keine Probleme.

 

[Ben zen Berg]

Natürlich gibt es kein Programm, das G-Code für Wickelmaschinen erstellt. Und so habe ich mir einen G-Code-Generator geschrieben. Für gleichmäßige Wicklung und leichtem Scatterwound. "Heavy Scattering" steht noch auf der ToDo-Liste und soll auch unterschiedliche Geschwindigkeiten zur Drahtführung innerhalb der einzelnen Lagen berechnen. Zur Zeit werden nur unterschiedliche Wicklungsmengen pro Lage errechnet.
Das Programm ermittelt auch die maximal mögliche Wicklungszahl aufgrund des Spulenquerschnitts. Dazu muss auch ein Toleranzwert angegeben werden, da der Draht ja nicht wirklich kontaktschlüssig gewickelt werden kann. Für den Testaufbau habe ich den Toleranzwert über den errechneten absoluten und den real möglichen Maximalwert ermittelt. Der Wert ist extrem hoch ausgefallen: 2 hundertstel Millimeter bei einem Draht mit einem Durchmesser von 0.06 mm. Da muss ich also schauen, wie ich die Wicklungen strammer auf die Spule bekomme.

 

[GeiGit]

Du brauchst einen Drahtzugregler.
Vielleicht kannst du dir das auch selbst bauen?
Wir hatten in unserer Trafowickelanlage früher diese Drahtzugregler von LJU

Drahtzugregler | LJU Sondermaschinenbau GmbH

Drahtzugregler: Wir bieten seit mehr als 20 Jahren elektronisch geregelte Drahtzugregler. Unsere Drahtzugregler sind auf allen auf den Markt befindlichen Wickelmaschinen einsetzbar.

ljugmbh.de

Sie bestanden aus einer Waage mit Dehnmessstreifen zur Zugbestimmung und einer Rolle, die per Elektromagnet durch eine Art Scheibenbremsung den Zug erzeugte.
Die Filzwalzen drehten und zogen konstant am Draht.
Es gibt aber auch einfachere Systeme mit zwei Scheiben, die per Feder aufeinander gedrückt werden, zwischen denen der Draht durchgezogen und von ihnen dabei gebremst wird.

 

[Ben zen Berg]

Es gibt aber auch einfachere Systeme

Genau an so etwas habe ich gedacht, wie es auch hier verbaut wurde:

Da werden einfach nur zwei Filzgleiter zusammen geschraubt. Eine Skala wäre hier sicherlich hilfreich, um eine reproduzierbare Spannung zu ermöglichen.
Dieses Teil ist mir schon wider zu monströs:

Wäre aber eine Option, wenn das einfache System zu vermehrten Abrissen führt.

 

[GeiGit]

Du musst ja nicht auf Zeit wickeln. Bei uns mussten fast 7000 Wicklungen in 30 Sekunden gewickelt werden. Da musste der Regler sehr schnell regeln können um konstant die 20g zu halten.
Wenn du langsam wickelsthast du weniger Beschleunigungen an den schmalen Seiten der Spulen und dadurch ein engeres Wickelbild in der Mitte.
die zwei Filzscheiben sind bissl grob und ohne Feder auch schwer einzustellen.
Es wäre schon gut, wenn das ein verstellbarer Druck auf eine Feder wäre, welche dann viel konstanter die Scheiben zusammendrückt. Vielleicht die Scheiben auch kleiner und punktueller und ne Drahtführung vor und hinter die Scheibe.

 

[Ben zen Berg]

Bei meinem Testaufbau befindet sich unter der weißen Montageplatte bei der Drahtführungseinheit eine Wickelnadel, eine Wolframdüse (0,2 mm). Das ist schon eine gute Drahtführung. Davor steht eine "dritte Hand" als provisorischer "Drahtzugregler". Den Wickeldraht habe ich in ein Wattepad gesteckt und mit der Krokodilklemme gehalten. Das hatte schon einen gewissen Druck, so dass der Draht beim langsamen Durchziehen leise gequietscht hat.

 

[Ben zen Berg]

Mit der anliegenden Last läuft der Motor deutlich leiser und dreht die Wickelachse dabei vier mal so schnell.

Die locker-luftig gewickelten P47² Spulen haben sich auf den Weg zur SG Special gemacht.

 

[Barncaster124]

Super.
Wie ist denn der Sound der P47^2, was ist das Besondere, also im Vergleich zu Humbuckern, Single Coils, Split Coils?
Und, sind die komplett brummfrei?

 

[Ben zen Berg]

Ja, die sind komplett brummfrei, das ist ein Split Coil Design für P94s - also P90s im Humbucker-Format. Die habe ich speziell für Paulas entwickelt und auch bewusst in ein geschlossenes Nickel-Cover gepackt. Das macht den Sound richtig dunkel und schwer, damit kann jeder Blueser einem Strat-Spieler die Tränen in die Augen spielen.
In meine Paula habe ich dieses Set eingebaut, und das ist mal richtig laut, hat aber auch richtig viel Draht auf den Spulen.

Die Frequenz-Analyse zeigt eine Kurve mit nicht idealem Verlauf. Aufgrund der Reserven, die dieses Set hat, wird trotzdem genug Dynamik geliefert. In dem verlinkten Beitrag ist auch ein Soundbeispiel vom Neck-PU und wenn Du runter scrollst, kommt noch ein Video mit allen PU-Einstellungen. Die Tonabnehmer klingen alles andere als leblos und werden diese Paula wohl nie verlassen...

Die Kurve der Frequenz-Analyse des gleichen Tonabnehmer ohne Neusilber-Einhausung liegt dann schon fast auf der Ideal-Linie. Und das Plastik-Cover entspricht auch viel mehr einem original P-90. Mit der lockeren Wicklung des Wickelmaschinen-Test wird das Set bei weitem nicht so viel Output haben - Ich bin total gespannt darauf, wie's klingt.

Bridge: 7.04kΩ, 8.87 Henry bei 100 Hz
Neck: 6.20 kΩ, 7,51 Henry bei 100 Hz

 

[Ben zen Berg]

Die Frequenzanalysen der neuen P47² mit Plastik-Cover sehen aber doch anders aus, als erwartet.

Das ist das Chart vom Bridge PU, als das zum Vorschein kam, war ich erst einmal geschockt. Das Bässe und Tiefmitten so überhöht rüberkommen, hatte ich nicht erwartet.

Beim Neck-PU ist das noch krasser, da liegt der Peak unter dem Tiefmitten-Massiv. Mit viel Bangen hab ich dann die SG mit den Tonabnehmer bestückt, um dann doch genau das zu hören, was ich erhofft habe. Einen richtig lauten, dreckigen P90-Sound. Genau das, was ich wollte. Ein authentischer aber entbrummter P90 Sound.

Hier das obligatorische Soundfile, Bridge-, Bridge- & Neck- parallel und Neck PU, jeweils clean, crunch und lead:

Und hier clean im direkten Vergleich:

Strat-Style Split Coil (SG), P47² mit Plastik-Cover (SG) und P47² mit Neusilber-Cover (Paula) - erst Bridge-, dann Bridge- & Neck- parallel und als letztes die Serie mit dem Neck PU.
Ich habe den Pegel bei allen Aufnahmen nicht verändert, die P47²s haben deutlich mehr Output. Und obwohl der P47² mit Plastik-Cover knapp 1,5 Tonnen weniger an Widerstand leistet als sein Cousin mit Neusilber-Cover, ist er doch minimal lauter als dieser.

 

[Ben zen Berg]

Ich hab' den Neck PU noch etwas von den Saiten weg und den Bridge PU näher zu den Saiten geschraubt. So ist es ausgeglichener und die Mittelposition klingt nich mehr so dunkel.

 

[Ben zen Berg]

Ich habe doch diesen Drahtspanner bestellt:

Zum einen, um eine replizierbare Drahtspannung erzeugen zu können. Zum anderen, weil das Teil ein Notaus bei zu stark gespanntem Wickeldraht hat.

 

[Deimel Guitarworks]

Sehr interessant, Ben. Diese Diskussion ist ja schon etwas älter, aber ich bin gerade per Internet-Suche darauf gestossen. Ich bin schon seit langem auf der Suche nach einer Jazzmaster-Hum-cancelling Methode, die vor allem nicht den P90 reproduziert. Ich suche das wohl schon für Gitarre, aber vor allem für Bass. wir haben ein Modell, den Firestar Bass, der 3 JM-Typen benutzt, und ich habe schon vieles selbst gewickelt, und ausprobiert. Was mich in diesem Zusammenhang besonders interessiert, ist das Gewicht. Denn 3 HB's mit Barrenmagneten wiegen doch so einiges, und ich fände es ideal, wenn man einen "leichten" Sidewider im JM- Format hinbekommen würde. Deine Skizze (siehe Anhang) hat mich sehr beeinruckt, weil sie exakt das darstellt, was mir da gedanklich vorschwebt. Falls es dbzgl. irgendwelche weiteren Erfahrungen, oder Prototypen gibt, wäre ich sehr interessiert. Ich habe alle Möglichkeiten, Prototypen zu bauen, falls das von Interesse ist. Ich bin an einem Resultat interessiert, sowohl für Gitarre, als auch Bass. Liebe Grüße, Frank

 

[Ben zen Berg]

Hallo Frank @Deimel Guitarworks, es freut mich, wenn ich Dir weiterhelfen kann.

Dieser Sidewinder-Entwurf hat aber gar nicht funktioniert. Diese dünnen, hohen Spulen erzeugen einen sehr harschen Sound. Damit auch eine brauchbare induzierte Spannung entsteht, muss der Kern der Spulen ein Stahlblech sein. Das drückt mit seinen Wirbelströmen den Sound zwar wieder auf ein ertragbares Niveau, hat dann aber nichts mehr mit einem Jazzmaster Pickup zu tun.
Ein besserer Ansatz war ein Sidewinder auf Basis von Mustang PU Bobbins.

Der Bridge PU hat zwei mal 6000 Wicklungen und klingt recht 'modern' ausgelegt. Eher lieblich, ohne Ecken und Kanten und dazu geeignet tief in die Zerre getrieben zu werden.
Brummferei - Output vergleichbar mit einem PAF - aber eindeutiger Single Coil Sound.


View: https://www.youtube.com/watch?v=NSQR29lo_48&t

So richtig Jazzmaster geht aber anders...
Ich habe dann Split Coils entwickelt, die mir vom Sound viel besser gefallen, sehen aber eher nach Wide Range PUs im Jazzmaster Kleidchen aus.


View: https://www.youtube.com/watch?v=u2SCOzQ4dZE

Der Split Coil hat sogar nur 2 x 4.000 Wicklungen und liegt Output-technisch im Bereich von Strat-PUs (bei den Single Tones). Jedoch hat dieser Tonabnehmer eine extreme Dynamik, was man bei den Strumings in dem Video gut erkennen kann. Das Verhältnis von Widerstand und Induktivität ist 4.64 kOhm zu 4.2 Henry bei 100Hz.

 

[Ben zen Berg]

Wenn es um Gewichtsreduzierung geht, fallen die Sidewinder eigentlich raus, denn da wiegt ein einzelner Tonabnehmer über 100 g.
Die Split Coils haben weniger Masse, ca.70 g. Meine Designvorstellung war, die Spulen möglichst flach und breit gewickelt zu gestalten, um die Grund Charakteristik des ursprünglichen Design zu erhalten.

Außerdem sollten die Spulen möglichst symmetrisch sein, um alle Seiten gleich laut zu übertragen. Das Ergebnis hat meine Erwartung getroffen. Der Sound ist sehr perkussiv und oberton-reich, wie man das von einem Jazzmaster PU erwartet.
Die Grundfläche einer Spule hat 12 cm², die innere Höhe nur 3 mm. Jede Spule hat 4000 Wicklungen und wurden mit AlNiCo II Rods bestückt.
Weil mich das Ergebnis so überzeugt hat, wollte ich das Design auch auf ein Humbucker Format adaptieren. Aufgrund des begrenzteren Raumangebotes musste die Symetrie geopfert werden.

Die Grundfläche musste auf gut 11 cm² und die innere Tiefe einer Wickelbahn von 7,5 auf 6 mm schrumpfen. Die innere Höhe habe ich verdoppelt (6mm). Ich wollte mehr Wicklungen pro Spule haben, um die Resonanzfrequenz nach unten zu drücken.
Zuerst war ich ein wenig enttäuscht, weil die Radikalität des JM Split Coils ein wenig verloren gegangen war - Aber dann...

Ich habe ein Set davon auf eine budged Poser Single Cut mit Linde Korpus montiert. Es ist einfach schön, was die PickUps liefern. Die verlorene Extreme führt zu mehr Gefälligkeit. Die PUs sind immer noch percussiv, haben aber nicht mehr diese exrtemen Peaks, mehr Wicklung und dadurch mehr Wärme. Sie sind sehr klar, mit guter Saitentrennung und sehr aufnahmefreudig.

 

[Ben zen Berg]

Da scatterwound, haben diese Tonabnehmer eine hohe Dynamik und ein sehr facettenreiches Klangbild. Clean lassen sie die Gitarre schon fast nach einer akustischen Archtop klingen. Die diagonale Mittelfuge ist wichtig, da somit bei Bendings die Abnahme der G-Saite von der Süd- zur Nord-Spule überblendet wird. So entsteht nicht dieses Gap, wie man es von Split Coils im Single Coil Format kennt. Die verschobene Raumabdeckung unter den Saiten (besonders der Mischanteil bei D- und G-Saite) macht sich bei der Lautstärke nicht bemerkbar, da reicht die nur einseitig eng an den Magneten geführte Wicklung aus. Der grosse Leerraum auf der anderen Seite der Magnete lässt die Bobbins schon fast wie Luftspulen erscheinen. Dadurch bekommt der Tonabnehmer eine extrem tiefe Sensorik. Nur leicht 'gestreichelte' Töne, leichtes Tapping auf muted Strings, aber auch heftiges Plucking wird sehr plastisch wiedergegeben.
Die Spulen haben zwei mal 5000 bzw. 4500 Wicklungen die Enstehungsgeschichte ist hier, ab ca. #201, nachzulesen

 

[Ben zen Berg]

Weiter geht es mit dem Bau der Wickelmaschiene.

Sieht z.Zt. noch stark nach Maker Space aus.
Das Herz des PickUp-Winders bildet ein GRBL 1.1 Controller Board für gut 35 €.
Der bestellte Drahtspanner wurde noch nicht versendet. Ich habe einfach mal ein Provisorium aus zwei Filzgleitern auf einer Schraube gebastelt. Die Mutter habe ich mit einem Pot Knob bestückt - so kann ich ungefähr den Druck einstellen.

Und damit bekomme ich auch 4500 heavy scatter Wicklungen in dieses 3,5 x 7 mm kleine Spulenprofil.

 

[Barncaster124]

Alle Achtung, das macht Eindruck!

 

[Ben zen Berg]

Da es das Verbindungskabel zum Stepper nicht in passender Länge gibt, musste ich das selbst anpassen. In den für die Steckverbindung erforderlichen Stecker werden Crimp-Kontakte eingeschoben, die sich automatisch verhaken. Crimpen ist immer eine sehr frickelige Angelegenheit - Und für diese Stecker sind die Kontakte noch kleiner als für die herkömmlichen 1/10" Stecker. Das ist für mich immer eine Gedultsaufgabe mit einigen Übungsversuchen, bis ich die richtige Handhabe gefunden habe.
An dem kleinen Stepper gibt es leider keine Steckverbindung, da kommen die vier Kabel frei flatternd aus dem Gehäuse. Von der Länge passt das so eben...