SDC-ND (STACKED DOUBLE COIL-NEODYMIUM) PROJECT, STRAT SIZED PICKUP WITH TWO STACKED COILS, NEODYMIUM MAGNETS.

 

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Is it possible to achieve the goal of obtaining a passive “Strat sized” pickup that has a single coil behavior (perhaps even more captivating than the usual suspects) but that, when necessary, can show off the output level and the “lyrical” timbre of a humbucker like, perhaps, not even the most famous “PAF sized”?

The answer is yes, absolutely. Before seeing how, let's try to make an overview of what is around and that has been conceived with the intent of uniting, in different ways, the peculiarities of both milestones in a single pickup.

First of all, let's take for granted some concepts that should be well known to any electric guitarist. The most common guitar or bass pickups are, in fact, essentially of two types: single coil or double coil (commonly called humbucker).

Single coils are made up of some support/frame in electrically insulating material but which is also transparent to magnetic fields. In the central position are the magnets (in the case of AlNiCo magnets, or the pole pieces if the magnets are ceramic or rare earth, with the magnet or magnets placed below the pickup and in close contact with the pole pieces themselves). From this point on I will refer to them simply as poles. A coil of enameled copper wire is wouond around the poles, from the ends of which the voltage signal is taken, containing the musical message produced by the strings (transduced), which is then directed towards the amplification system.

I will not describe the operating principle of this pickup here, both because it should already be known (and there is a lot of literature on the subject online), and because I myself have already attempted to talk about it in another article.

Double coil pickups or “humbuckers” (a term that means “hum eliminator”) are nothing more, practically, than two single coil pickups of the type already mentioned above, juxtaposed and usually connected in series in order to algebraically add their respective outputs. So much so that very often (always, when it comes to the models produced by me) it is possible to electrically exclude, via a switch, one of the coils to obtain a single coil for all intents and purposes.

The two single coil pickups juxtaposed to form a humbucker pickup (PAF type, but also JB or Hot Rails, the basic principle remains the same) have the following peculiarity: both the two coils and the two respective rows of poles have mutually opposite polarities. The result is that, from the phase opposition (therefore of 180 sexagesimal degrees) between the two coils, the algebraic cancellation of the mains voltage hum captured via the airwaves results, while the signal due to the vibration of the strings passes undisturbed (180 degrees due to the phase shift between the coils + 180 degrees due to the NORTH vs SOUTH phase shift between the magnetic fields = 360, i.e. 0). Even what has just been mentioned is largely in the "public domain" and, again, I have also spoken about it in another rant that I have already published on "these screens".

Good. As for the PAF sized humbuckers, given the dimensions of the two constituent single coils, which are in any case of the same “order of magnitude” as those of the single coil Strat pickups, it is quite easy to make them sound, when split, in a very similar way but, to house them in place of a Strat single coil on a Stratocaster, it is necessary to replace the pickguard plate and, possibly, widen the relative recess/s in the body if it is not already prepared. Furthermore, the classic SSS Stratocaster aesthetic, by adopting one or two PAF sized humbuckers, is inevitably altered. To be honest, especially in the case of the humbucker installed at the bridge and regardless of whether you choose to split the north coil (the one facing the middle pickup) or the south coil (the one facing the bridge) of the humbucker, the poles of the coil that is left active never assume the exact same positions, with respect to the bridge, which are found, instead, with a classic “tilted” single coil of a Stratocaster in SSS configuration. In other words, the string movement reading window never assumes the same position.

To maintain the visual impact of Strat single coil and their immediate replaceability (i.e. without having to replace the pickguard and without having to widen the recesses in the body), several manufacturers have created “Strat single coil sized” humbuckers with juxtaposed coils, also known as “mini humbuckers”. To achieve this, the only viable way was to geometrically squash both the two coils and their poles, in order to fit into the limited space available.

The main limitation of mini humbuckers compared to PAF sized ones, in fact, is mainly given by the reduced size of their coils and, therefore, by the amount of wire that can be wound around them. Consequently, the output levels cannot normally compete with those obtainable from PAF sized humbuckers. In the case of JBs, the pole pieces are also smaller, while in the case of Hot Rails they are of the blade type and in both cases different magnetic fields are developed compared to those produced by the 5 mm diameter cylindrical pole pieces (or M3 screws) typical of both single coil Strats and PAF sized ones. Added to all this is the fact that the flattened geometries of the coils also greatly influence the response of these pickups. At the end of the day, if even playing with both coils activated and connected in series the mini humbuckers can quite credibly mimic the character of the PAF sized humbuckers (for many guitarists they are even more satisfying), when you want to use them split the “single coils” that you get are not as credible. Starting with the output levels.

Let's move on to the “coil tap” single coils, which sound in every way like real single coil Strats (for the simple fact of being one) if used playing with the “low” or COOL output. When, however, they are operated using the entire winding of the coil (“high” or HOT output) they sound more like a P90, rather than a PAF sized humbucker. This is provided that the quantity of wire wound between the COOL output and the HOT output is quantitatively adequate, of course. If you use AWG 42, it is less likely that there will be enough space left on the spool to wind enough wire to make it possible to create a HOT output. Conversely, for those like me who use thinner wire (mainly AWG 44), this space is almost always available regardless of the type of spool used.

To better understand the operating principle of “coil tap”, let’s take two power transformers as an example, one of which has a secondary winding with a single 9V output (obviously in alternating current) and the other with a secondary that supplies 12V but which is also equipped with an intermediate tap positioned at the point of the winding corresponding to 9V.

Here, both transformers can be used to create power supplies that require 9V alternating at their inputs, but the second transformer can also be used to create power supplies that require a 12 VAC transformer, without taking anything away from the possibility of drawing only 9VAC. Now the difference between a traditional single coil and a “coil tap” single coil should be clear, in principle. I have seen that there is even someone out there who produces “coil tap” pickups equipped with not two, but three distinct outputs (which we could compare, this time, to a transformer with the secondary equipped with 6, 9 and 12VAC outputs or 9, 12 and 15 VAC, make all the hypotheses you prefer...) (SEE NOTE 1).

In the case of the coils of single coil “coil tap” pickups there is still an important consideration to make (listen up!..). The ability of a turn of conducting wire to produce voltage at its ends is proportional to the intensity of the magnetic field (variable over time) by which it is invested. Now it should be quite intuitive that in the coil of any pickup, as the turns are wound in the coil, their distance from the poles (which are in the central position) increases.

To be more explicit, given a “coil tap” single coil, the last turn of wire immediately before the contact of the COOL output is certainly at a shorter distance from the poles than the last turn of the entire coil, from which the HOT output is taken. Since the intensity of the magnetic field emitted by the poles/magnets of the pickup gradually decreases as we move away from the lateral surface of the poles themselves, it goes without saying that if from a COOL output taken after having wound 5 Kohm (SEE NOTE 2) of enameled wire (for example) we take an alternating voltage of 1V peak to peak, from the HOT output taken at the end of the winding of 10 Kohm total, with the same oscillation of the string, we will certainly not take 2V peak to peak. Rest assured. The output level will still be higher from the HOT output than from the COOL output, even if not by much. What is most evident is that the resonant frequency of the coil seen from the HOT output, having a greater number of turns (and therefore also a greater inductance), will be lower and a tone will be obtained that, consequently, will very closely resemble that of a P90 and, only more vaguely, that of a PAF sized humbucker. It will still be a more versatile pickup than a classic single coil Strat, leaving less regret for a humbucker when operating, with distorted sounds, in HOT mode and providing an alternative tone with clean sounds.

Also note that in a single coil pickup, normally, the mains hum captured by the unique coil is not cancelled out (or, better, counteracted) in any way, except when it is played simultaneously with another single coil with respect to which it has opposite electrical and magnetic phases.

In this way, the hum-bucking effect already known in the case of humbucker pickups is exploited again, an effect that occurs both in the case of series connection of the coils (as typically occurs inside a PAF sized humbucker or a mini humbucker) and in the case of parallel connection, as occurs, for example, in positions 2 and 4 of a Strat or in position 2 of a Telecaster (provided that the installed pickups are reciprocally Reverse Wound / Reverse Polarity, obviously).

Let's move on to the so-called "stacked humbuckers", "stacked coils" or "stacked humbuckers" if you prefer.

Another trick to counteract the hum of the 50 (or 60) Hz of the mains voltage captured via the airwaves by the coil of a single coil pickup consists in inserting, in the structure of the pickup itself, or in a separate location in the body of the guitar, a second coil with opposite electrical phase, but not equipped with magnets/poles and, therefore, not producing a musical signal (SEE NOTE 3).

In fact, in addition to not producing a musical signal, the famous "ghost" coil or "dummy coil" as you want to call it, adds parasitic resistance and inductance in series or in parallel to the coil that instead works actively, with negative repercussions on the output level and above all on the dynamics of the signal produced.

I suppose this structure characterizes the so-called "noiseless" single coil pickups. I have never opened one to look around (and I never will), but I don't see how else they could work. In fact I have another idea, but I won't talk about it here.

From the diagrams found online it doesn't seem like you can actually understand much and I don't think it's worth wasting time on them anyway. (SEE NOTE 4)

We finally get to explain why, except for the absence of any hum canceling effect, I say it and I underline it right away, with the SDC-ND project I managed to bring home the best of both the Strat single coil and the PAF sized in a single Strat sized pickup equipped with two distinct and separate coils, but stacked and both producing musical signal (no “dummy coil” between your feet, then).

A pickup that, rather than defining a humbucker – simply because as already said it cannot exploit any hum canceling effect – I would prefer to define as “Stacked Double Coil”. This title should also help in imagining two distinct coils stacked and wrapped around a single row of poles. It should be noted that this time, unlike what was examined in the case of the “coil tap” single coils in which the turns that go from the COOL output to the HOT output are at greater distances from the pole pieces than are the turns that go from the ground end (start of winding) to the COOL output, the turns of the two separate coils of an SDC are at the same relative distances from the same row of poles that passes through both of them. It follows that the two coils will produce signals with completely comparable levels and tone. Not exactly the same only because during the development phase of the project I chose, in order to achieve the desired results, not to make them completely identical but, to a certain extent, different both in height and in the consequent quantity of wire respectively wound.

The ace up the sleeve of this ambitious project, once again, is the exploitation of a powerful magnetic system based on the wonderful and innovative neodymium magnets. In fact, although I confess that I do not have detailed knowledge of the vast panorama of pickups offered on the market, I am not aware of any model with a double stacked coil in which both coils produce a useful signal, moreover with neodymium magnets.

Perhaps because the poles that pass through both coils must be relatively long, with the usual magnetic materials you would not guarantee fields powerful enough to obtain satisfactory results. Mine is just a hypothesis. Personally I cannot be sure because I developed mine directly with neodymium and some real cannonballs came out of them. Maybe one day I will also try with ceramic magnets, at least out of curiosity. Who knows...

In fact, if I wanted, I could also produce the SDCs with ceramic magnets, but almost it would be a like choosing to make a Diesel cycle racing engine, when no one forbids you to do it with an Otto cycle (petrol...) and without any limitations whatsoever (except the space inside the "hood" of a Strat single coil, in the case of this project). For goodness sake, each type has its own reason, in fact in the case of regularity races, Diesel-powered cars can go even better than petrol-powered ones. But I, in our guitar context, believe that there are already too many "regularity" cars around and I prefer to compete directly in "Formula 1" (where, until proven otherwise, Diesel has never managed to participate), with a decidedly small number of actual competitors. I don't know if I made myself clear.

Motoring parallels aside, it is enough to compare the tabular characteristics of neodymium magnets with those of the usual ferrite and AlNiCo (of any grade) to immediately understand that this is a material that, given the same geometry and net dimensions, can eat them for breakfast. Try it and believe it. After all, anyone who only produces pickups, even when they put some models with neodymium magnets in their catalog, will never be so self-destructive as to exclude pickups with AlNiCo magnets from production. Even less will they to say how things actually are today. Instead, it would be better for them to try to extol the "mystique" of every type of magnet available and try to argue that "the truth" cannot be all on one side but is, rather, spread "a little here, a little there...". Everyone has their say, of course. So I'll do it too.

Now let's get back to "bomb". As already mentioned, an SDC pickup, even though it has two coils that “pedal” separately to contribute to the production of the musical signal (unless you want to use only one), unfortunately cannot – but it doesn't seem like a drama to me – exploit any hum cancellation effect. In fact, they can produce hum at levels similar to those of P90s, if placed in the immediate vicinity of a source of disturbance (such as an amplifier power cable). Yet, compared to a PAF sized humbucker, in addition to boasting similar output levels (indeed, rather “high output” compared to the average of PAF sized humbuckers, having up to 20 Kohm of wound AWG 44) they present a characteristic that is part of the character identikit of Strat single coil and that ours continue to boast even when they are operated with both their coils activated. I mean the detail, not to be forgotten, that any humbucker with juxtaposed coils, PAF sized as well as, albeit with reduced distances, i.e. the Strat sized mini humbuckers already mentioned, detects the movement of the strings through two distinct and necessarily distant reading windows. In a double single coil SDC, however, since the two coils are stacked, the signals produced by them are relative to a single reading window on the strings, exactly as happens in any single coil pickup (Strat, Tele, P90 & others). For this reason, they inherit from single coils, therefore, a certain characteristic "incisiveness" and response to the touch even when operating with both coils.

However, since DSCs are hybrids ideologically derived even from humbuckers, they also carry with them that part of their sonic character (in addition to the output levels) due to the fact that the musical signal in output – with both coils working – is the sum of the signals produced by two distinct coils.

To make the available space for the coils sufficient, given that the dimensions of a single coil Strat are not, again (see the aforementioned mini humbuckers), those of a PAF sized, in sizing the bobbins I made the most of the available space in height. Consequently, I can only produce these pickups with closed covers. In this way, I managed to beat commercial mini humbuckers such as JB and Hot Rails also in terms of the amount of wire that can be housed in the bobbins. After all, there are already some Strat sized pickups that, due to their particular internal structure, are only produced in the “closed covers” version, like the Lace Sensor, just to give an example.

At the same time, I used AWG44 wire to wind the coils. Being thinner than AWG42 and 43, it allows to wind more wire (lengthwise) inside the same bobbin. This fact, synergistically with the power of the neodymium magnetic systems, determines the high output levels of these pickups. The choice of AWG44 was not the result of any compromise, as it is the wire diameter that I use most even when "apparently" (my Strat single coil and PAF sized models first and foremost) there would be no need given the larger spaces available, with tonal results that never leave you regretting the AWG42 + AlNiCo (or ferrite) combination.

With this structure I will produce the SDC-ND for neck and bridge, while in the complete sets (or pre-wired on pickguard) SSS the middle pickup will have a classic Strat single coil structure (with a single coil), but with such quantities of wire and magnetic system as to make it balanced with the two neighbors, when they are working with a single coil.

In fact, my reference configuration, when it comes to guitar pickups, is the Strat SSS, which is not even perfect in every way. To make it so, in terms of versatility, it is necessary that the neck and bridge pickups can, without taking anything away from the SSS functioning, transform into powerful and screaming “humbuckers” when needed. Et voila... done! Oops, I forgot to say that, staying on the subject of versatility at the highest levels, the middle single coil must be able to disappear on command, so that you can also play with the neck and bridge pickups connected in parallel (like a Telecaster or a Les Paul can do, for example). Et voila, again, making one of my pre-wired pickguards around a set of SDC-NDs.

Are there already similar projects on the market? Frankly, I don't know and, if so, I don't really care. I don't brag about my ideas, because, as should be obvious, there is no originality at the base. I just put them into practice. All it takes is a little bit of sagacity and, above all, a lot of patience and a certain manual skill. After all, we are talking about guitar pickups, "machines" that are simpler than this, conceptually, only nails and screws. So there is really no room for further bursts of genius, compared to what has already been seen and reseen over the course of so many decades. I experiment on my own and if I see that the idea is valid and feasible, I put it into practice.

My interest is mainly in analog amplification systems, both tube and solid state. Having noted the superiority of neodymium magnets (this also applies to the speaker sector), however, it did not seem nice to me to try to make astonishing amplifiers (at least for those who are used to the same old warmed-over soup, circuit-wise, that is, the vast majority of guitarists) leaving exposed a major bottleneck such as the pickups of an electric guitar or bass. The best must always be associated with the best, when possible.

WIRING

The single DSC pickup is wired with four wires shielded by a bare. Just like my humbuckers of the SHB-UD series (Splittable Hum Bucker – Ultra Distortion).

The red is the positive of the entire pickup, the black is the negative (which must be soldered to ground, as well as the shielding bare). The yellow and the white must be soldered together and to a contact of a switch whose other contact must be connected to ground. When the switch is ON (closed contact) only one coil works, because the other finds itself with both terminals short-circuited to ground. Vice versa, when the switch has the contact open, the DSC works with both coils working and connected in series.

The upper coil contains a little more wire than the lower one, and it is desirable that, when the pickup is operated in “split mode”, it is this one that remains functional. This is also what I put into practice by installing a set of SDC-UD on a pre-wired pickguard. Everyone is free to do what they think is best based on their own tastes, of course.

So the upper coil has the red wire as positive and the white wire as negative. The lower coil has the yellow wire as positive and the black wire as negative.

The neck pickup is RW/RP both with respect to the middle single coil and the neck pickup. This means that the hum cancellation effect can be exploited when either the neck and bridge are operated simultaneously (both in single coil and “humbucker” configuration) or when the neck and middle are operated simultaneously. Having to choose between the neck and middle and middle and bridge combinations, I chose the first simply because I prefer it (de gustibus...).

Without appreciably changing the frequency response of the DSCs at higher frequencies (however generously extended thanks to the neodymium magnets), the coils are also equipped with an electromagnetic shield in copper foil, connected to the bare of the connection cable. Even if this is what I consider a necessary act, its presence is useful against higher frequency disturbances that travel via the airwaves. Its effectiveness against mains voltage induced hum, however, is almost zero because to effectively shield against very low frequency disturbances, several millimeters thick shields would be needed (which would still create other problems, if they were actually implemented).

Featured on Reverb (ASAR Boutique Amplification & Pickups): https://reverb.com/item/84117912-hand-wound-strat-sss-pickup-set-handmade-stacked-double-coil-neodymium-sdc-nd-model-for-neck-bridge-pu-s-not-noiseless

As soon as I can, within a few weeks, I'll try to make some decent demo videos to publish on YouTube...

NOTE 1. In practice, to make a “coil tap” single coil, you normally wind the desired amount of wire onto the bobbin, corresponding to obtaining a certain sound that more or less closely recalls the typical sound of a Strat single coil. At that point, you stop winding and proceed to solder, on the wire you are winding, a branch made with a piece of wire (always enameled, obviously) to which the COOL output wiring will then be connected. Once this is done, you will resume winding the coil until you have reached the total amount of wire through which you want to make the pickup sound in HOT configuration. The end where the winding starts will act as the ground for the entire coil and both the COOL and HOT outputs will be referred to it. The (positive) wire ends corresponding to the COOL (intermediate) and HOT (corresponding to the entire winding, at the end of it) outputs will be connected to the side contacts of a SPDT selector, whose central contact will instead be connected to the appropriate contact of the five-way selector (in the case of Strato, obviously) representing the pickup output in both cases.

NOTE 2. As you have seen, I prefer to refer to the quantity of wire wound in a coil by relating it directly to its series resistance (the famous Rs), after having declared what type of wire it is (i.e. AWG 42, 43, or 44). The liturgy of the “official” religion of the average guitarist, instead, commands to refer, rather, to the number of turns wound.

At this point we must ask ourselves the reason for my “heresy”. Well, when the pickups produced in the past decades have become an absolute reference as if there were no tomorrow, it became legitimate to refer simply, or simplistically, to the number of turns wound to give the quantitative idea of ​​the wire compared to standardized models, given that the same identical basic structure is always reused (even for the “experimenters”), given that even the type of wire used (usually AWG 42) always remains the same.

In fact, pickup gurus, typically referring to a certain model of Fender Strat single coil (for example), which have, I don't know, 8000 turns or so of AWG 42 wound, can wind, numerically, 5 - 10% more or less and then actually find some sonic difference compared to the reference model. As usual in each pickup we have six nice AlNiCo cylindrical magnets/poles that act as a supporting structure for two bakelite bases (high and low) that act as a geometric limit to the coil of wire that will be wound there.

This, roughly, is what is still in vogue thanks to a certain "conservative right" of orthodox practitioners.

The fact is that there are not only Strat single coil or PAFs with AlNiCo magnets, but substantial variants can be made starting as a reference from the aforementioned ones and such variants can be characterized by: different type of magnets (ceramic but also and above all rare earth); bobbins of different sizes and construction materials; enameled wires of different diameters.

Even if we want to make a Strat single coil whose coil geometry is exactly the same as a vintage Fender reference, if we replace the AlNiCo magnets with the same number of pole pieces with a ceramic, samarium-cobalt or neodymium magnet attached underneath, even with the same type of wound wire (and same number of turns), the pickup created will sound very different than the vintage AlNiCo. And up to this point it should be obvious to everyone.

If we make a single coil pickup with a “Strat sized” footprint but with a different coil geometry than a vintage Fender (for example, see my MINI P90s), even if we want to keep the use of AlNiCo magnets at all costs, the reference to the number of wound turns goes a bit haywire. Why? Because wound 6000 turns (for example) of a certain type of wire in a P90 bobbin and 6000 turns of the same type of wire in a single coil Strat or Tele single coil type bobbin means having wound two different quantities of wire. Sic et simpliciter. If you try to unwind them, the 6000 turn coil wound in the P90 will have a certain length in meters (and a certain resistance in kohm, at a certain ambient temperature), the one wound in the Strat single coil bobbin will have another length and another associated series resistance.

Having said all this, I prefer, to give an indication of the quantity of wire wound in the coil of a pickup made by me, to declare the resistance in Kohm (Rs) of the same, even if it may vary a little over the course of the year due to the variation in ambient temperatures.

Each wire has its own specific resistivity which is essentially due to four factors: 1) the type of metal or alloy with which it was made, 2) the thickness; 3) the shape of the wire itself; 4) the temperature of the wire.

In our case the wire is copper, its shape is cylindrical and its thickness can be 0.063 mm (AWG 42), 0.056 mm (AWG 43) or 0.050 mm (AWG 44).

Someone attentive, at this point, might ask me how I know exactly when I have to stop winding the coil of the unborn child, since I don't count the number of turns while I wind a pickup and also since the amount of wire that I have to wind is already decided based on the project of the pickup itself and is certainly not random.

Well, during the work, I use simple linear calculations and the data collected by a certain tool that is easy to find and affordable, but I won't tell you which one. Maybe someone who comes up with it themselves will write to me privately to give me satisfaction, okay.

NOTE 3. The humbucker invented by Seth Lover, that is with juxtaposed coils, in addition to algebraically canceling the hum captured before it can exit the pickup itself, in order to also play must necessarily detect the movement of the strings through two distinct windows, corresponding to a row of poles for each of the two coils.

In this humbucker the coils are reciprocally inverted in the winding direction, that is, assuming in both the terminal of the start of the winding, for example, as ground and the terminal of the end of the winding as positive (as I normally do) , if the two coils have been wound one clockwise and the other counterclockwise, it can be said that they are wound in phase opposition. If you want, you can also wind the two coils of a humbucker in the same direction and then assume the ground and positive terminals in a reciprocally opposite way (that is, for one, the terminal of the start of the winding is assumed to be positive and for the other, the terminal of the end of the winding). The result will be the same.

However, if you want your humbucker to sound when you pluck the strings, it is essential that the poles inserted in one coil point their magnetic north towards the strings, while the poles inserted in the other coil must point their magnetic south on the same side.

Having said that, it should be clear that having only one row of poles available, as in the case of the DSC-ND presented here, poles that must necessarily point the same magnetic polarity towards the strings, it is absolutely not possible for them to present opposite phases. If I tried to wind the two coils in phase opposition in one of my DSCs, it is true that I would obtain, as in the case of the humbuckers, the cancellation of the hum captured by them but, at the same time, I would also obtain the cancellation of the sound produced by the vibration of the strings. Frankly, I wouldn't know what to do with such a silent pickup, in the broadest sense of the term... If you want to exploit the hum cancellation effect by having two stacked coils, the only possible solution is for the poles or magnets to pass only through the upper coil, while the lower coil must not be involved in the production of a musical signal, but must only act as a "dummy coil" for hum cancellation and... as a ballast for the useful signal produced by the upper coil.

Unfortunately, you can't always have everything in physics either.

NOTE 4. Some of the more attentive might object that a pickup like the SDC would never have been produced by anyone because in addition to having to forcibly give up the hum-bucking effect, the poles must be relatively long to be able to pass through the two, even substantial, coils and, consequently, the relative attenuation of the magnetic field produced by such poles would lead to a quantitative reduction in the amplitude of the signals produced. If this is true using traditional magnetic materials, I would like to remind you that here I used neodymium magnets and sized everything ad hoc, remembering that the pickup must work (and very well!) both with one and two coils operated......

In fact, let's take as a reference a magnetic pole of a Strat single coil, entirely and typically made of AlNiCo (let's also assume the V type). A magnetic field of directly comparable intensity can also be obtained by replacing the 5 mm diameter cylindrical magnet with a carbon steel pole piece (therefore not equipped with its own magnetic field) of the same size, under which a small neodymium magnet of a few millimeters thick is attached.

Conversely, if the AlNiCo magnet/pole were to be replaced outright with a neodymium magnet of the same size, the field produced by these would be of such intensity as to create insurmountable problems, therefore unusable in a pickup.

Returning again, however, to the combination of pole pieces + neodymium magnets, it is possible to vary the relative dimensions of the two elements and also the arrangement of the magnets themselves with respect to the pole pieces (a single magnet in line with the pole or two arranged in a “sandwich”). Moral of the story: by adopting small neodymium magnets, applied under the pole pieces, it is possible to produce pickups with a sonic output similar to that of AlNiCo magnets; vice versa, even by directly (and typically) adopting poles entirely made of AlNiCo V (you can't get any more than that!), you can't reach the performance possible with neodymium magnets, not even remotely. Got it? In fact, I had the opportunity to make several "American-style" comparisons between my pickups, made of neodymium, and similar famous ones equipped with AlNiCo magnets, and from these you could always hear relatively compressed dynamics and euphonic colorations (I would say shrill, typical). Of course, I say, if the magnets adopted don't produce sufficiently intense fields, it can't be otherwise. Besides, notoriously, it is not possible to get blood out of turnips. Unless you have ever seen what real blood is like, turnip juice can also be passed off as such, in fact. But things change when the “vampire” finally gets a taste of what real blood is like...

It must also be admitted that, on the other hand, at least as far as “vintage” single coils like Strat or Telecaster are concerned, the colorations introduced by AlNiCo magnets were “the winning ace”, going to do “pendant” perfectly with those typical clean sounds, to the point of making them even legendary. In practice it is the usual broken clock that tells the exact time twice a day or the Diesel that wins regularity races, but we must not make the mistake of considering AlNiCo magnets (or similar more recent magnetizable alloys) a sort of “ace takes all”, despite what some would have you believe, because it's not really the case. Much better to equip yourself with a precise and reliable clock from which you can read the exact time at any time of the day. Don't you agree?

Just to stay in the “Strat single coil” field where the poles are the AlNiCo magnets themselves, to “do research” and continually find new wonderful sounds, the “gurus” continue to always follow the same liturgy: 1) choose between the different grades of AlNiCo (most often II, III and V, I think); choose the wire (almost always AWG 42) based on the type and thickness of the enamel coating, the brand and year of production, as if they were fine wines; choose the number of turns to wind on each coil (SEE NOTE 2, AGAIN); choose the “winding pattern”, or the way in which the wire is guided in the coil during winding. Then there are also the materials the closing tape and the insulation of the termination wires are made of, let's not forget them... Oh, again: waxing yes (and with what composition), waxing no. For me, producing a pickup without waxing is equivalent to exposing oneself to the almost certain risk of squeal when playing at a significant volume. Proponents of “no wax” try to get around this problem by maximizing the tension of the wire during winding, which increases the chances of wire breakage over time (the pickup may no longer sound) and further increases the parasitic inter-windage capacitance, resulting in greater loss of higher frequencies in the signal produced.

Ok, everyone is free to live their passion (or profession) as they see fit, of course. Those who think they can spend 500 dollars on a set of AlNiCo single coil Strats because who knows who made them, perhaps to "replicate" the "unattainable" who knows what, go ahead. He's happy...

Maybe there may also be someone who spends large sums to buy hi octane gasoline to get who knows what difference in the performance of his small car, but he will never ever be able to compete with any Ferrari, even if it runs on the worst standard 95 octane gasoline...

To be really mean to the core, I also want to point out that AlNiCo is an alloy that does not have its own magnetism (unlike ceramics and "rare earth" magnets), but must be magnetized through the physical approach of electromagnets or external permanent magnets. The problem (in my opinion this is also a problem...) is that just as it is relatively easy to magnetize them, it is equally easy to demagnetize them, even accidentally, always due to external magnetic fields. It is true that when this happens the problem can be solved by magnetizing them again, but it is still a real pain, don't you think? It is not exactly like going into the grocer's for a moment and having some vegetables.

I have said my piece and I am sorry if more than one person will show that they do not agree or will even consider themselves offended, in various ways, by my statements. I take note of this in advance and I do not want to listen to them or even reply, as I do not believe I add or remove a comma from what has been stated above. Also because I did not arrive from the moon yesterday, so to make me change my mind we would need tangible facts, not chatter. But I do not pretend that everyone can agree with me either. The few brave ones would already be enough for me...

                                                                                ITALIANO

PROGETTO SDC-ND (STACKED DOUBLE COIL-NEODYMIUM), PICKUP STRAT SIZED A DUE BOBINE SOVRAPPOSTE, CON MAGNETI AL NEODIMIO.

E' possibile realizzare il proposito di ottenere un pickup “Strat sized” passivo che abbia un comportamento da single coil (magari anche più accattivante dei soliti noti) ma che, all'occorrenza, possa sfoderare il livello di output e la timbrica “lirica” di un humbucker come, magari, neanche i più blasonati “PAF sized”?

La risposta è si, assolutamente. Prima di vedere come, proviamo a fare una panoramica di ciò che si trova in giro e che è stato concepito con l'intento di unire, in modi differenti, le peculiarità di entrambe le pietre miliari in un unico pickup.

Diamo per scontati, innanzitutto, alcuni concetti che dovrebbero essere ben noti a qualsiasi chitarrista elettrico. I pickup per chitarra o basso più diffusi sono, appunto, essenzialmente di due tipi: a bobina singola (single coil) oppure a doppia bobina (detti comunemente humbucker).
I single coil sono costituiti da qualche supporto/telaio in materiale elettricamente isolante ma che risulti anche trasparente ai campi magnetici. In posizione centrale sono presenti i magneti (nel caso dei magneti in AlNiCo, oppure le espansioni polari se i magneti sono ceramici o alle terre rare, con il o i magneti collocati al di sotto del pickup e a stretto contatto con le espansioni stesse). Da questo punto in poi mi refirerirò ad essi chiamandoli semplicemente poli. Intorno ai poli è avvolta una bobina di filo in rame smaltato, ai capi della quale si preleva il segnale di tensione, contenente il messaggio musicale prodotto dalle corde (trasdotto), che viene poi indirizzato verso il sistema di amplificazione.
Il principio di funzionamento del pickup siffatto non starò qui a descriverlo, sia perché dovrebbe essere già noto (e in rete se ne trova tanta di letteratura al riguardo), sia perché io stesso mi sono già cimentato a parlarne in un altro scritto.

I pickup a doppia bobina o “humbucker” (termine che tradotto significa “eliminatore di ronzìo”) non sono altro, praticamente, che due pickup single coil del tipo già ricordato poc'anzi, giustapposti e solitamente collegati in serie allo scopo di sommarne algebricamente le rispettive uscite. Tant'è che molto spesso (sempre, quando si tratta degli esemplari prodotti dal sottoscritto) è possibile escluderne elettricamente, tramite un apposito switch, una delle bobine per ottenere un single coil a tutti gli effetti.

I due pickup single coil giustapposti per formare un pickup humbucker (tipo PAF, ma anche JB o Hot Rails, il principio di base resta lo stesso) hanno la seguente particolarità: sia le due bobine che le due rispettive file di poli presentano polarità reciprocamente opposte. Il risultato è che, dall'opposizione di fase (quindi di 180 gradi sessagesimali) tra le due bobine ne risulta la cancellazione algebrica del ronzio della tensione di rete captato via etere, mentre il segnale dovuto alla vibrazione delle corde passa indisturbato (180 gradi dovuti allo sfasamento tra le bobine + 180 gradi dovuti allo sfasamento NORD vs SUD tra i campi magnetici = 360, cioè 0). Anche quanto appena accennato è ampiamente di “pubblico dominio” e, di nuovo, ne ho parlato anch'io in un'altra pappardella che ho già pubblicato su “questi schermi”.

Bene. Per quanto riguarda gli humbucker PAF sized, date le dimensioni dei due single coil costituenti, che risultano essere comunque dello stesso “ordine di grandezza” di quelle dei pickup Strat single coil, è piuttosto agevole riuscire a farli suonare, quando splittati, in modo molto simile ma, per alloggiarli al posto di uno Strat single coil su una Stratocaster, è necessario sostituire la placca del battipenna ed, eventualmente, allargare il relativo scasso/i nel corpo qualora non sia già predisposto. Inoltre, l'estetica classica da Stratocaster SSS, adottando uno o due humbucker PAF sized, ne viene inevitabilmente alterata. Per dirla tutta, segnatamente nel caso dell'humbucker installato al ponte e indipendentemente dal fatto che si scelga di poter splittare la bobina nord (quella che affaccia verso il pickup centrale) oppure la bobina sud (quella che affaccia verso il ponte) dell'humbucker, i poli della bobina che viene lasciata attiva non assumono mai le stesse identiche posizioni, rispetto al ponte, che si riscontrano, invece, con un classico single coil “inclinato” di una Stratocaster in configurazione SSS. In altre parole, la finestra di lettura del movimento delle corde non assume mai la stessa posizione.

Per mantenere l'impatto visivo degli Strat single coil e la loro sostituibilità immediata (cioè senza dover sostituire anche il battipenna e senza dover allargare gli scassi nel corpo), diversi costruttori hanno realizzato humbucker a bobine giustapposte di dimensioni “Strat single coil sized”, noti anche come “mini humbucker”. Per riuscirci l'unica via percorribile era lo schiacciamento geometrico sia delle due bobine che dei relativi poli, per poter rientrare nel ridotto spazio a disposizione.

La principale limitazione dei mini humbucker rispetto ai PAF sized, infatti, è data principalmente dalle ridotte dimensioni delle loro bobine e, quindi, dalla quantità di filo che è possibile avvolgervi. Di conseguenza i livelli di output non possono competere, normalmente, con quelli ottenibili da humbucker PAF sized. Nel caso dei JB sono più piccole anche le espansioni polari che, invece, nel caso degli Hot Rails sono del tipo a lama ed in entrambi i casi vengono sviluppati campi magnetici differenti rispetto a quelli prodotti dai poli cilindrici da 5 mm di diametro (o viti M3) tipici sia degli Strat single coil che dei PAF sized. A tutto ciò si aggiunga il fatto che le geometrie schiacciate delle bobine, pure, influenzano molto la risposta di questi pickup. Alla fine della fiera, anche se suonando con entrambe le bobine attivate e collegate in serie i mini humbucker riescono a scimmiottare abbastanza credibilmente il carattere degli humbucker PAF sized (per molti chitarristi riescono anche più soddisfacenti), quando li si voglia sfruttare da splittati i “single coil” che se ne ottengono non risultano altrettanto credibili. A cominciare dai livelli di output.

Passiamo ai single coil “coil tappati”, che suonano in tutto e per tutto come dei veri Strat single coil (per il semplice fatto di esserlo) se utilizzati suonando con l'uscita “bassa” o COOL. Quando, invece, vengono utilizzati sfruttando l'intero avvolgimento della bobina (uscita “alta” o HOT) suonano più similmente ad un P90, piuttosto che ad un humbucker PAF sized. Ciò a patto che la quantità di filo avvolto tra l'uscita COOL e l'uscita HOT sia quantitativamente adeguata, certamente. Se si usa l'AWG 42 è più improbabile che nella bobina resti spazio sufficiente per avvolgere abbastanza filo da rendere possibile la realizzazione anche dell'uscita HOT. Viceversa, per chi, come me, è solito usare fili più sottili (principalmente l'AWG 44), tale spazio è quasi sempre disponibile indipendentemente dal tipo di rocchetto utilizzato.

Per rendere meglio l'idea del principio di funzionamento dei “coil tappati” prendiamo ad esempio due trasformatori di alimentazione, di cui uno ha un avvolgimento secondario dotato di una singola uscita a 9V (ovviamente in corrente alternata) e l'altro dotato di un secondario che eroga 12V ma che è dotato anche di una presa intermedia posizionata nel punto dell'avvolgimento corrispondente a 9V.

Ecco, entrambi i trasformatori possono essere utilizzati per realizzare alimentatori che richiedano ai loro ingressi 9V alternati, ma il secondo trasformatore può essere utilizzato anche per realizzare alimentatori che richiedano un trasformatore da 12 VAC, senza nulla togliere alla possibilità di prelevare soli 9VAC. Ora dovrebbe essere chiara, in linea di massima, la differenza tra un single coil tradizionale e un single coil “coil tappato”. Ho visto che in giro c'è addirittura qualcuno che produce pickup single “coil tappati” dotati non di due, bensì di tre distinte uscite (che potremmo paragonare, questa volta, ad un trasformatore avente il secondario dotato di uscite a 6, 9 e 12VAC oppure 9, 12 e 15 VAC, fate tutte le ipotesi che preferite...) (VEDI NOTA 1).
Nel caso delle bobine dei pickup single coil “coil tappati” c'è da fare ancora una considerazione importante (udite udite!..). La capacità di una spira di filo conduttore di produrre tensione ai suoi capi è proporzionale all'intensità del campo magnetico (variabile nel tempo) dal quale essa viene investita. Ora dovrebbe essere abbastanza intuitivo il fatto che nella bobina di qualsiasi pickup, man mano che le spire vengono avvolte nella bobina stessa, la loro distanza rispetto ai poli (che stanno in posizione centrale) aumenta.

Per essere più esplicito, dato un single coil “coil tappato”, l'ultima spira di filo immediatamente prima del contatto dell'uscita COOL si trova ad una distanza certamente inferiore, rispetto ai poli, di quanto non lo si trovi l'ultima spira dell'intera bobina, dalla quale si preleva l'uscita HOT. Siccome l'intensità del campo magnetico emesso dai poli/magneti del pickup diminuisce gradualmente man mano che ci si allontana dalla superficie laterale dei poli stessi, va da sé che se da un'uscita COOL prelevata dopo aver avvolto 5 Kohm (VEDI NOTA 2 ) di filo smaltato (per fare un esempio) preleviamo una tensione alternata di 1V picco/picco, dall'uscita HOT prelevata alla fine dell'avvolgimento di 10 Kohm totali, a parità di oscillazione della corda, non preleveremo di certo 2V picco/picco. Statene pur sicuri. Il livello di output sarà comunque più elevato dall'uscita HOT che dall'uscita COOL, anche se non di molto. Ciò che si palesa come maggiormente evidente è che la frequenza di risonanza della bobina vista dall'uscita HOT, avendo un numero di spire maggiore (e quindi anche un'induttanza maggiore), sarà più bassa e se ne otterrà un timbro che, di conseguenza, ricorderà molto da vicino quello di un P90 e, solo più vagamente, quello di un humbucker PAF sized. Sarà comunque un pickup più versatile rispetto ad un classico Strat single coil, lasciando rimpiangere di meno un humbucker quando operante, con i suoni distorti, in modalità HOT e fornendo un timbro alternativo con i suoni puliti.

Da notare anche che in un pickup single coil, normalmente, il ronzìo di rete captato dall'unica bobina non viene annullato (o, meglio, contrastato) in nessun modo, tranne il caso in cui venga fatto suonare contemporaneamente ad un altro single coil rispetto al quale abbia opposte fasi sia elettrica che magnetica.

Si sfrutta così, di nuovo, l'effetto hum-bucking già conosciuto nel caso dei pickup humbucker, effetto che si verifica sia nel caso di collegamento in serie delle bobine (come avviene tipicamente all'interno di un humbucker PAF sized o di un mini humbucker) che in caso di collegamento in parallelo, come avviene, per esempio, nelle posizioni 2 e 4 di una Strato o nella posizione 2 di una Tele (a patto sempre che i pickup installati siano reciprocamente Reverse Wound / Reverse Polarity, ovviamente).

Passiamo ai cosiddetti “humbucker sovrapposti”, “a bobine sovrapposte” o “stacked humbucker” che dir si voglia.

Un altro trucco per contrastare il ronzìo dei 50 Hz di rete captati via etere dalla bobina di un pickup single coil consiste nell'inserire, nella struttura del pickup stesso, oppure in separata sede nel corpo della chitarra, una seconda bobina avente fase elettrica opposta, ma non dotata di magneti/poli e, quindi, non produttrice di segnale musicale (VEDI NOTA 3).

Anzi, oltre a non produrre segnale musicale, la famosa bobina ”fantasma” o “dummy coil” che dir si voglia, aggiunge resistenza e induttanza parassite in serie o in parallelo al pickup single coil che invece lavora attivamente, con ripercussioni negative sul livello di uscita e soprattutto sulla dinamica del segnale prodotto.
Tale struttura suppongo che caratterizzi i pickup single coil cosiddetti “noiseless”. Non ne ho mai aperto uno per curiosare (e mai lo farò), ma non vedo in quale altra maniera potrebbero funzionare. In effetti un'altra idea ce l'avrei, ma non starò qui a parlarne.
Dagli schemini che si trovano in rete non mi pare che si possa capire effettivamente un granché e non mi sembra comunque il caso di stare a perderci tempo dietro. (VEDI NOTA 4)

Arriviamo, finalmente, a spiegare perché, tranne l'assenza di qualsiasi effetto di cancellazione del ronzìo, lo dico e lo sottolineo da subito, col progetto SDC-ND sono riuscito a portare a casa il meglio sia degli Strat single coil che dei PAF sized in un unico pickup Strat sized dotato di due bobine distinte e separate, ma sovrapposte ed entrambe produttrici di segnale musicale (niente “dummy coil” tra i piedi, quindi).
Pickup che, piuttosto che definire humbucker – semplicemente perché come già detto non può sfruttare alcun effetto di cancellazione del ronzìo – preferirei definire “Stacked Double Coil”. Titolo, questo, che dovrebbe aiutare anche nell'immaginare due distinte bobine sovrapposte ed avvolte intorno ad un'unica serie di poli. Da sottolineare che questa volta, a differenza di quanto esaminato nel caso dei single coil “coil tappati” in cui le spire che vanno dall'uscita COOL all'uscita HOT si trovano a distanze maggiori rispetto alle espansioni polari di quanto non lo siano le spire che vanno dal capo di massa (inizio avvolgimento) fino all'uscita COOL, le spire delle due distinte bobine di un SDC si trovano alle stesse distanze relative rispetto alla stessa serie di poli che le attraversa entrambe. Ne consegue che le due bobine produrranno segnali dai livelli e timbri del tutto confrontabili. Non esattamente uguali solo perché in fase di sviluppo del progetto ho scelto, per raggiungere i risultati ricercati, di non farle del tutto identiche ma, in una certa misura, differenti sia nell'altezza che nella conseguente quantità di filo rispettivamente avvolta.

L'asso nella manica di questo ambizioso progetto, ancora una volta, è lo sfruttamento di un poderoso impianto magnetico basato sui meravigliosi e innovativi magneti al neodimio. In effetti, anche se confesso di non avere una conoscenza dettagliata sul vasto panorama dei pickup offerti sul mercato, non mi è noto nessun modello a doppia bobina sovrapposta in cui producano segnale utile entrambe le bobine, per giunta con magneti al neodimio.

Forse perché dovendo essere i poli che attraversano entrambe le bobine relativamente lunghe, con i soliti materiali magnetici non si garantirebbero campi abbastanza potenti da poter ottenere risultati soddisfacenti. La mia è solo un'ipotesi. Personalmente non posso esserne certo perché i miei li ho sviluppati direttamente al neodimio e ne sono venute su delle autentiche cannonate. Forse un giorno proverò anche con i magneti ceramici, almeno per curiosità. Chissà...

Infatti, volendo, potrei produrre gli SDC anche con magneti ceramici, ma già a priori sarebbe un po' come scegliere di realizzare un motore da competizione a ciclo Diesel, quando nessuno ti vieta di farlo a ciclo Otto (benzina...) e senza limitazioni di sorta (tranne lo spazio interno al “cofano” da Strat single coil, nel caso di questo progetto). Per carità, ogni tipo ha il suo perché, infatti nel caso delle gare di regolarità le vetture motorizzate Diesel possono andare anche meglio di quelle a benzina. Ma io, nel nostro contesto chitarristico, ritengo che di macchine “da regolarità” ce ne siano in giro già fin troppe e preferisco gareggiare direttamente in “Formula 1” (dove, fino a prova contraria, il Diesel non è mai riuscito a mettere piede), con un numero di concorrenti effettivi decisamente esiguo. Non so se ho reso l'idea.

Paralleli motoristici a parte, basta già confrontare le caratteristiche tabellari dei magneti al neodimio con quelle dei soliti ferrite e AlNiCo (di qualsiasi grado) per capire subito che si tratta di un materiale che, a parità di geometria e dimensioni nette, se li mangia a colazione. Provare per credere. Del resto chi fa il produttore solo di pickup, anche quando mette nel proprio catalogo qualche esemplare con magneti al neodimio, non sarà mai tanto autolesionista da escludere dalla produzione i pickup con magneti AlNiCo. Tanto meno potrà mai permettersi di dire come stanno, oggi, effettivamente le cose. Gli converrà, piuttosto, cercare di decantare la “mistica” di ogni tipo di magnete disponibile e cercare di sostenere che “la verità” non possa stare tutta da una parte ma che sia, piuttosto, spalmata “un po' di qua, un po' di là...”. Ognuno dice la sua, certamente. Quindi lo faccio anch'io.

Ora torniamo a “bomba”. Come già detto, un pickup SDC pur avendo due bobine che “pedalano” separatamente per concorrere alla produzione del segnale musicale (a meno di non volerne utilizzare una soltanto), non possono purtroppo – ma non mi sembra un dramma - sfruttare alcun effetto di cancellazione del ronzìo. Infatti di ronzìo ne possono produrre a livelli simili a quelli dei P90, se posti nelle immediate vicinanze di una fonte di disturbo (come può essere un cavo di alimentazione di un amplificatore). Eppure, nei confronti di un humbucker PAF sized, oltre a vantare livelli di uscita simili (anzi, piuttosto “high output” rispetto alla media degli humbucker PAF sized, avendo fino a 20 Kohm abbondanti di AWG 44 avvolto) presentano una caratteristica che fa parte dell'identikit caratteriale degli Strat single coil e che i nostri continuano a vantare anche quando vengono fatti funzionare con entrambe le loro bobine attivate. Intendo il particolare, da non dimenticare, che qualsiasi humbucker a bobine giustapposte, PAF sized come anche, seppur con distanze ridotte, i mini humbucker Strat sized già menzionati, rileva il movimento delle corde tramite due finestre di lettura distinte e necessariamente distanti tra loro. In un doppio single coil SDC, invece, essendo le due bobine sovrapposte, i segnali da esse prodotti sono relativi ad un'unica finestra di lettura sulle corde, esattamente come avviene in un qualsiasi pickup single coil (Strat, Tele, P90 & altri). Per questo motivo ereditano dai single coil, quindi, una certa caratteristica “incisività” e risposta al tocco anche quando operanti con entrambe le bobine.

Essendo però i DSC degli ibridi ideologicamente derivati anche dagli humbucker, si portano dietro pure quella parte del loro carattere sonico (oltre che i livelli di output) dovuta al fatto che il segnale musicale in uscita – con entrambe le bobine funzionanti – è la somma dei segnali prodotti da due bobine distinte.

Per rendere sufficienti gli spazi disponibili per le bobine, visto che le dimensioni da Strat single coil non sono, di nuovo (vedi i già citati mini humbucker), quelle di un PAF sized, nel dimensionare i rocchetti ho sfruttato al massimo lo spazio disponibile in altezza. Di conseguenza questi pickup posso produrli soltanto dotati di cover chiuse. In questo modo sono riuscito a battere i mini humbucker commerciali tipo JB e Hot Rails anche sul versante delle quantità di filo ospitabili nelle bobine. Del resto esistono già degli Strat sized che, a causa della loro particolare struttura interna, vengono prodotti solo in versione “closed covers”, come i Lace Sensor, tanto per fare un esempio.

Parallelamente ho usato filo AWG44 per avvolgere le bobine. Essendo più sottile rispetto agli AWG42 e 43, permette di avvolgere più filo (nel senso della lunghezza) all'interno di uno stesso rocchetto. Questo fatto, sinergicamente alla potenza degli impianti magnetici al neodimio, determina gli elevati livelli di output di questi pickup. La scelta dell'AWG44 non è stata comunque figlia di alcun compromesso, in quanto è il diametro di filo che uso maggiormente anche quando “apparentemente” (miei modelli Strat single coil e PAF sized in primis) non ce ne sarebbe bisogno dati i maggiori spazi disponibili, con risultati timbrici che non lasciano mai rimpiangere l'accoppiata AWG42 + AlNiCo (o ferrite).

Con questa struttura produrrò gli SDC-ND per manico e ponte, mentre nei set completi (o precablati su battipenna) SSS il pickup centrale avrà struttura da Strat single coil classico (a singola bobina), ma con quantità di filo e impianto magnetico tali da renderlo equilibrato con i due vicini, quando funzionanti con una sola bobina.

Infatti la mia configurazione di riferimento, in tema di pickup per chitarra, è la Strat SSS, che non è neanch'essa perfetta a 360 gradi. Per renderla tale, in fatto di versatilità, è necessario che il pickup al manico e quello al ponte possano, senza nulla togliere al funzionamento SSS, all'occorrenza trasformarsi in potenti e urlanti “humbuckers”. Et voila... fatto! Ops, dimenticavo di dire che, restando in tema di versatilità ai massimi livelli, il single coil centrale deve poter sparire a comando, in modo da poter suonare anche con i pickup manico e ponte connessi in parallelo (come possono fare un Telecaster o una Les Paul, per esempio). Et voila, di nuovo, realizzando uno dei miei battipenna precablati intorno ad un set di SDC-ND.

Esistono già progetti analoghi, in commercio? Francamente non lo so e, se si, me ne importa molto relativamente. Non mi vanto delle mie idee, in quanto, come dovrebbe essere evidente, non c'è alcuna originalità alla base. Le metto in pratica e basta. Bastano un minimo di sagacia e, soprattutto, tanta pazienza e una certa manualità. In fondo parliamo di pickup per chitarra, “macchine” che più semplici di così, concettualmente, ci sono solo chiodi e viti. Quindi non c'è proprio spazio per ulteriori alzate di genio, rispetto a quanto già visto e rivisto nel corso di tanti decenni. Io sperimento in proprio e se vedo che l'idea è valida e proponibile, la metto in atto.

Il mio interesse è rivolto principalmente ai sistemi di amplificazione analogici, sia valvolari che a stato solido. Avendo constatato la superiorità dei magneti al neodimio (vale anche per il settore degli altoparlanti), però, non mi sembrava carino sforzarmi di realizzare amplificatori sbalorditivi (almeno per chi è abituato alla solita minestra riscaldata, circuitalmente parlando, cioè la stragrande maggioranza dei chitarristi) lasciando scoperto un collo di bottiglia importante come i pickup di una chitarra o basso elettrico. Il meglio deve associarsi sempre al meglio, quando è possibile.

CABLAGGIO

Il singolo pickup DSC si presenta cablato con quattro fili schermati da una calza. Esattamente come i mei humbucker della serie SHB-UD (Splittable Hum Bucker – Ultra Distortion).

Il rosso è il positivo dell'intero pickup, il nero è il negativo (che va saldato tassativamente a massa, come pure la calza schermante). Il giallo è il bianco vanno saldati tra loro e ad un contatto di un interruttore il cui altro contatto va collegato a massa. Quando l'interruttore è ON (contatto chiuso) funziona una sola bobina, perché l'altra si ritrova con entrambi i terminali cortocircuitati verso massa. Viceversa, quando lo switch ha il contatto aperto, il DSC lavora con entrambe le bobine funzionanti e connesse in serie.
La bobina superiore contiene un po' più di filo rispetto a quella inferiore, ed è auspicabile che, quando il pickup viene fatto funzionare in “split mode”, sia lei a restare funzionante. Ciò è anche quanto metto in pratica installando un set di SDC-UD su un battipenna precablato. Ognuno è libero di fare comunque ciò che meglio ritiene in base ai propri gusti, ci mancherebbe altro.

Quindi la bobina superiore ha come positivo il filo rosso e come negativo il filo bianco. La bobina inferiore ha come positivo il filo giallo e come negativo il filo nero.

Il pickup al manico è RW/RP sia rispetto al single coil centrale che al pickup al manico. Questo significa che l'effetto di cancellazione del ronzìo si può sfruttare quando vengono fatti funzionare contemporaneamente o manico e ponte (sia in configurazione single coil che in configurazione “humbucker”) oppure manico e centrale. Dovendo scegliere tra le combinazioni manico e centrale e centrale e ponte, ho scelto la prima semplicemente perché la preferisco (de gustibus...).

Pur senza cambiare apprezzabilmente la risposta in frequenza dei DSC alle frequenze più alte (comunque generosamente estesa grazie ai magneti al neodimio), anche le bobine sono dotate di uno schermo elettromagnetico in foglio di rame, collegato alla calza del cavetto di collegamento. Anche se si tratta di quello che ritengo un atto dovuto, la sua presenza è utile contro i disturbi a frequenze più elevate che viaggiano via etere. La sua efficacia verso il ronzìo indotto dalla tensione di rete, invece, è quasi nulla perché per schermare efficacemente contro i disturbi a frequenza molto basse occorrerebbero schermi da diversi millimetri di spessore (che creerebbero comunque altri problemi, qualora venissero davvero implementati).

In vetrina su Reverb (ASAR Boutique Amplification & Pickups): https://reverb.com/item/84117912-hand-wound-strat-sss-pickup-set-handmade-stacked-double-coil-neodymium-sdc-nd-model-for-neck-bridge-pu-s-not-noiseless

Appena mi riuscirà, entro qualche settimana, vedrò di fare qualche video demo decente da pubblicare su YouTube...

NOTA 1. Nella pratica, per realizzare un single coil “coil tappato” si avvolge normalmente sul rocchetto la quantità di filo che si è prefissata, corrispondente all'ottenimento di una certa sonorità che richiami più o meno da vicino il tipico suono di uno Strat single coil. A quel punto ci si ferma con l'avvolgimento e si procede alla saldatura, sul filo che si sta avvolgendo, di una derivazione fatta con uno spezzone di filo (sempre smaltato, ovviamente) al quale verrà poi collegato il cablaggio dell'uscita COOL. Fatto ciò si riprenderà l'avvolgimento della bobina fino a che non verrà raggiunto il quantitativo di filo totale tramite il quale si vuole far suonare il pickup in configurazione HOT. Il capo di inizio dell'avvolgimento fungerà da massa dell'intera bobina e ad esso andranno riferite sia l'uscita COOL che l'uscita HOT. I capi di filo (positivi) corrispondenti all'uscita COOL (intermedia) e HOT (corrispondente all'intero avvolgimento, alla fine dello stesso) andranno collegati ai contatti laterali di un selettore SPDT, il cui contatto centrale andrà, invece, collegato all'opportuno contatto del selettore a cinque vie (nel caso delle Strato, ovviamente) rappresentando l'uscita del pickup in entrambi i casi.

NOTA 2. Come avete visto preferisco riferirmi alla quantità di filo avvolta in una bobina rapportandola direttamente alla sua resistenza serie (la famosa Rs), dopo aver dichiarato di quale tipo di filo si tratta (cioè AWG 42, 43, o 44). La liturgia della religione “ufficiale” del chitarrista medio, invece, comanda di riferirsi, piuttosto, al numero di spire avvolte.

A questo punto c'è da chiedersi il motivo della mia “eresia”. Ebbene, quando i pickup prodotti nei decenni passati sono diventati un riferimento assoluto come se non ci fosse un domani, è diventato lecito riferirsi semplicemente, o semplicisticamente, al numero di spire avvolto per rendere l'idea quantitativa del filo rispetto a modelli standardizzati, data per scontata la riutilizzazione sempre della stessa identica struttura di base (anche per gli “sperimentatori”), visto che anche il tipo di filo adoperato (di solito AWG 42) resta sempre lo stesso,.

I guru dei pickup, infatti, riferendosi tipicamente ad un certo modello di Strat single coil della Fender (per esempio), i quali hanno, che ne so, 8000 spire o giù di lì di AWG 42 avvolto, ne possono avvolgere, numericamente, un 5 – 10% in più o in meno per poi riscontrare, effettivamente, qualche differenza sonica rispetto al modello di riferimento. Come al solito in ogni pickup abbiamo sei bei magneti/poli a cilindretto in AlNiCo che fanno da struttura portante a due basette (alta e bassa) in bachelite che fanno da limite geometrico alla bobina di filo che lì verrà avvolta.

Questo, grosso modo, è quanto tuttora in auge grazie ad una certa “destra conservatrice” di praticanti ortodossi.

Il fatto è che non esistono soltanto gli Strat single coil o i PAF con magneti in AlNiCo, ma si possono realizzare sostanziali varianti partendo come riferimento dai nominati stessi e tali varianti possono essere caratterizzate da: magneti di tipo differente (ceramici ma anche e soprattutto alle terre rare); rocchetti dalle dimensioni e dai materiali costruttivi differenti; fili smaltati di diametri differenti.

Già volendo realizzare uno Strat single coil la cui geometria della bobina sia la stessa identica di un riferimento vintage della Fender, se si sostituiscono i magneti in AlNiCo con altrettante espansioni polari con attaccato al di sotto un magnete ceramico, al samario-cobalto o al neodimio, anche a parità di tipo di filo avvolto (stesso numero di spire), il pickup realizzato suonerà in modo molto differente rispetto al vintage AlNiCo. E fin qui dovrebbe essere evidente a tutti.

Se realizziamo un pickup single coil dall'ingombro “Strat sized” ma dalla geometria della bobina differente rispetto ad un Fender vintage (per esempio vedere i miei MINI P90), anche volendo mantenere a tutti i costi l'impiego dei magneti AlNiCo, il riferimento al numero di spire avvolte va un po' a farsi friggere. Perché? Perché avvolgere 6000 spire (sempre per esempio) di un certo tipo di filo in un rocchetto da P90 e 6000 spire sempre dello stesso tipo di filo in un rocchetto tipo Strat single coil o Tele single coil significa aver avvolto due quantità di filo diverse. Sic et simpliciter. Se si prova a svolgerle, la bobina da 6000 spire avvolta nel P90 avrà una certa lunghezza in metri (e una certa resistenza in kohm, ad una certa temperatura ambientale), quella avvolta nel rocchetto da Strat single coil avrà un'altra lunghezza ed un'altra resistenza associata.

Tutto ciò premesso preferisco, per dare un'indicazione della quantità di filo avvolto nella bobina di un pickup da me realizzato, dichiarare la resistenza in Kohm (Rs) della stessa, anche se essa potrà variare un po' nel corso dell'anno a causa del variare delle temperature ambientali.

Ogni filo ha una sua resistività specifica che è dovuta essenzialmente a quattro fattori: 1) il tipo di metallo o lega col quale è stato realizzato, 2) lo spessore; 3) la forma del filo stesso; 4) la temperatura del filo.

Nel nostro caso il filo è di rame, la sua forma è cilindrica e il suo spessore può essere di 0,063 mm (AWG 42), 0,056 mm (AWG 43) o 0,050 mm (AWG 44).

Qualcuno attento, a questo punto, potrebbe chiedermi come faccio a sapere esattamente quando devo fermare l'avvolgimento della bobina del nascituro, visto che non conteggio il numero delle spire mentre avvolgo un pickup e visto anche che la quantità di filo che devo avvolgere è già decisa in base al progetto del pickup stesso e non è certamente casuale.

Ebbene mi avvalgo, durante il lavoro, di facili calcoli lineari e dei dati rilevati da un certo strumento di facile reperibilità e costo accessibile, ma non vi dirò quale. Magari chi ci arriva da sé me lo scrive in privato per darmi soddisfazione, va.

NOTA 3. L'humbucker inventato da Seth Lover, cioè a bobine giustapposte, oltre a cancellare algebricamente il ronzìo captato prima che esso possa uscire dal pickup stesso, per poter anche suonare deve necessariamente rilevare il movimento delle corde tramite due finestre distinte, corrispondenti ad una fila di poli per ognuna delle due bobine.

Nell'humbucker siffatto le bobine sono reciprocamente invertite nel senso di avvolgimento, cioè assumendo in entrambe il terminale di inizio avvolgimento, per esempio, come massa e il terminale di fine avvolgimento come positivo (come faccio io normalmente), se le due bobine sono state avvolte una in senso orario e l'altra in senso antiorario, si può affermare che le stesse sono avvolte in opposizione di fase. Volendo si possono anche avvolgere le due bobine di un humbucker nello stesso senso per poi assumere i terminali di massa e positivo in modo reciprocamente opposto (cioè per una si assume come positivo il terminale di inizio dell'avvolgimento e per l'altra il terminale di fine avvolgimento). Il risultato sarà lo stesso.

Se si vuole che il nostro humbucker suoni quando si pizzicano le corde, però, è indispensabile che i poli inseriti in una bobina rivolgano verso le corde il loro nord magnetico, mentre i poli inseriti nell'altra bobina devono rivolgere sullo stesso lato il sud magnetico.

Detto questo, dovrebbe essere chiaro che avendo a disposizione una sola fila di poli, come nel caso dei DSC-ND qui presentati, poli che devono necessariamente rivolgere verso le corde tutti la stessa polarità magnetica, non sia assolutamente possibile che esse possano presentare fasi opposte. Se provassi ad avvolgere le due bobine in opposizione di fase in uno dei miei DSC è vero che ne otterrei, come nel caso degli humbucker, la cancellazione del ronzìo da esse captato ma, allo stesso tempo, otterrei anche la cancellazione del suono prodotto dalla vibrazione delle corde. Francamente non saprei proprio cosa farmene di un pickup così tanto silenzioso, nel senso più ampio del termine...

Volendo sfruttare l'effetto di cancellazione del ronzìo avendo due bobine sovrapposte, l'unica soluzione possibile è che i poli o magneti attraversino solo la bobina superiore, mentre quella inferiore non deve essere interessata dalla produzione di segnale musicale, ma fungere solo da “dummy coil” per la cancellazione del ronzìo e... da zavorra per il segnale utile prodotto dalla bobina superiore.
Neanche in fisica si può avere sempre tutto, purtroppo.

NOTA 4. Qualcuno tra i più attenti potrebbe obiettare che un pickup come gli SDC non lo avrebbe mai prodotto nessuno perché oltre a dover rinunciare forzatamente all'effetto hum-bucking, i poli devono essere relativamente lunghi per poter attraversare le due pur consistenti bobine e, di conseguenza, la relativa attenuazione del campo magnetico prodotto dai poli siffatti comporterebbe una riduzione quantitativa dell'ampiezza dei segnali prodotti. Se ciò potrebbe anche essere vero impiegando i materiali magnetici tradizionali, mi preme ricordarvi che qui ho usato magneti al neodimio e dimensionato il tutto ad hoc ricordando che il pickup deve funzionare (e alla grande!) sia con una sola che con due bobine attivate......

Infatti prendiamo come riferimento un polo magnetico di Strat single coil, interamente e tipicamente realizzato in AlNiCo (ipotizziamo pure del tipo V). Un campo magnetico di intensità direttamente confrontabile può essere ottenuto anche sostituendo il magnete cilindrico da 5 mm di diametro con una espansione polare in acciaio al carbonio (quindi non dotata di proprio campo magnetico) delle stesse dimensioni, al di sotto della quale venga attaccato un magnetino al neodimio di pochi millimetri di spessore.
Viceversa, qualora si sostituisse tout court il magnete/polo in AlNiCo con un magnete al neodimio delle stesse dimensioni, il campo da questi prodotto sarebbe di intensità tale da creare problemi insormontabili, quindi inutilizzabile in un pickup.

Tornando di nuovo, invece, alla combinazione espansioni polari + magneti al neodimio, è possibile variare le dimensioni relative dei due elementi e anche la disposizione dei magneti stessi rispetto alle espansioni polari (un solo magnete in linea con l'esp. polare oppure due disposti a “sandwich”). Morale della favola: adottando magneti al neodimio di dimensioni ridotte, applicati sotto le espansioni polari, è possibile produrre pickup dalla resa sonica simile a quella dei magneti AlNiCo; viceversa, anche adottando direttamente (e tipicamente) dei poli interamente fatti di AlNiCo V (di più non si può!), non si possono raggiungere le prestazioni possibili ai magneti al neodimio, neanche lontanamente. Capito?

Infatti ho avuto modo di effettuare diversi confronti “all'americana” tra pickup miei, al neodimio, e analoghi blasonati equipaggiati con magneti AlNiCo, e da questi si sentivano, sempre, suoni relativamente compressi e dalle colorazioni eufoniche (direi tendenzialmente strillanti, tipiche). Per forza, dico io, se i magneti adottati non producono campi sufficientemente intensi, non può essere diversamente. D'altronde, notoriamente, non è possibile tirare fuori il sangue dalle rape. A meno che non si sia mai visto come è fatto il sangue vero, il succo di rape lo si può anche spacciare per tale, in effetti. Le cose, però, cambiano quando il “vampiro”, finalmente, riesce ad assaggiare com'è il sangue vero...
Bisogna anche ammettere che, d'altro canto, almeno per quanto riguarda i single coil “vintage” tipo Strat o Telecaster, le colorazioni introdotte dai magneti AlNiCo sono state “la morte sua”, andando a fare “pendant” alla perfezione con quei tipici suoni puliti, al punto da renderli addirittura leggendari. In pratica è il solito orologio rotto che due volte al giorno segna l'ora esatta o il Diesel che vince le gare di regolarità, ma non bisogna commettere l'errore di considerare i magneti AlNiCo (o leghe magnetizzabili simili più recenti) una sorta di “asso piglia tutto”, checché se ne voglia far credere, perchè non è proprio il caso. Molto meglio dotarsi di un orologio preciso e affidabile dal quale leggere l'ora esatta in qualsiasi momento della giornata. Non siete d'accordo?

Tanto per restare in ambito “Strat single coil” dove i poli sono i magneti stessi in AlNiCo, per “fare ricerca” e trovare continuamente nuovi suoni meravigliosi, i “guru” continuano a seguire sempre la stessa liturgia: 1) scegliere tra i diversi gradi di AlNiCo (più spesso II, III e V, mi pare); scegliere il filo (quasi sempre AWG 42) in base al tipo e spessore dello smalto di rivestimento, della marca e annata di produzione, come si trattasse di vini pregiati; scegliere il numero di spire da avvolgere su ogni rocchetto (VEDI NOTA 2, DI NUOVO); scegliere il “pattern di avvolgimento”, ovvero la modalità secondo la quale il filo viene guidato nel rocchetto durante l'avvolgimento. Poi ci sono anche i materiali di cui sono fatti il nastro di chiusura e l'isolante dei fili di terminazione, non dimentichiamoli... Ah, ancora: ceratura si (e con quale composizione), ceratura no.

Per me produrre un pickup senza ceratura equivale ad esporsi al rischio quasi certo di fischi suonando a volume consistente. I sostenitori del “no ceratura” cercano di ovviare al problema aumentando al massimo la tensione del filo durante l'avvolgimento, col risultato di aumentare le probabilità di rotture del filo stesso nel tempo (il pickup potrebbe non suonare più) e aumentando ulteriormente le capacità parassite interspira, con conseguente maggiore perdita di frequenze più elevate nel segnale prodotto.

Ora ognuno è libero di vivere la propria passione (o professione) come meglio ritiene, ci mancherebbe altro. Chi ritiene di spendere 500 euro per un set di Strat single coil AlNiCo perché li ha fatti chissà chi, magari per “replicare” gli “inarrivabili” chissàquali, faccia pure. Contento lui...
Magari ci può essere anche qualcuno che spende grosse cifre per acquistare benzine taroccate per ottenere chissà quale differenza nelle prestazioni della sua FIAT Punto, ma non potrà mai e poi mai andarci a competere con una Ferrari qualsiasi, anche se alimentata con la peggiore benzina standard a 95 ottani...

Per essere proprio cattivo fino in fondo, voglio anche ricordare che l'AlNiCo è una lega che non è dotata di magnetismo proprio (come invece lo sono i ceramici e i magneti alle “terre rare”), ma deve essere magnetizzata tramite l'avvicinamento fisico di elettromagneti o di magneti permanenti esterni. Il problema (secondo me lo è anche questo...) è che come è relativamente facile magnetizzarli è altrettanto facile smagnetizzarli, anche accidentalmente, sempre a causa di campi magnetici esterni. E' vero che quando ciò accade il problema è risolvibile magnetizzandoli nuovamente, ma è pur sempre una bella scocciatura, non credete? Non è esattamente come entrare un attimo dal droghiere e farsi preparare un panino.
Ho detto la mia e mi dispiace se più di qualcuno paleserà di non essere d'accordo o si riterrà addirittura urtato, a vario titolo, dalle mie affermazioni. Ne prendo atto anzitempo e non ho voglia né di starli a sentire né tanto meno di stare a replicare, in quanto non ritengo di aggiungere o togliere una virgola a quanto sopra affermato. Anche perché non sono arrivato ieri dalla luna, quindi per farmi cambiare idea ci vorrebbero fatti tangibili, non chiacchiere. Ma non pretendo neanche che possano essere tutti d'accordo con me. Mi basterebbero già i 25 di manzoniana memoria...

email: asar.amplification@gmail.com