Bonjour,
Comme tu l'indiques, Arduino est fait pour du prototypage rapide. On achète une carte (et éventuellement des shields que l'on va ajouter) puis on programme. Quant on souhaite passer à de l'industrialisation, le fabriquant ne va pas vendre son produit avec la carte Arduino de base et les shields qu'il utilise. Il va devoir réaliser un circuit imprimé (ce que l'on nomme un PCB). Sa propre carte électronique.
Les avantages de réaliser son propre circuit imprimés sont que la carte ne comportera uniquement ce dont le constructeur a besoin. Elle sera adapté aux besoins. La personne en charge du design de la carte va prendre la carte utilisé pour réaliser le prototype, puis vas y retirer tout ce dont il n'a pas besoin. Le résultat sera optimisé pour les besoins du produit final. Par exemple, il sera également possible d'avoir une carte plus petite.
L'entreprise va également gagner en coût de production. Il est moins cher de réaliser une carte en partant d'un prototype plutôt que d'utiliser des cartes de prototypages.
Pour te donner un exemple frappant, voici une carte de développement FPGA, une Altera DE2 :
Imaginons que tu bases ton prototype sur cette carte. Comme tu peux le remarquer, il y a pas mal d’éléments (switchs, boutons poussoirs, LED, connecteurs, ..) sur cette carte. Dans le cas ou ton produit final n'a pas besoin d'autant d’éléments, tu imagines bien que tu ne vas pas tout garder. Tu vas retirer tout ce dont tu n'as pas besoin afin de gagner en place et en coût.
Alors bien sûr, certains éléments vont être indispensable, c'est le cas du micro-controleur pour Arduino. Ou bien du FPGA pour la carte DE2. C'est à la personne en charge du design de voir ce qui est nécessaire d'utiliser/garder et ce qui ne l'est pas. Cela va varier en fonction de ce que l'on souhaite réaliser.
Afin de concevoir des circuits imprimés, il existe de nombreux logiciels (Altium Designer, KiCAD, Eagle, ..). Ces logiciels permettent de réaliser un schéma électrique, de dessiner une carte, de placer tes composants puis de relier tes composants. Suite à cela, tu envoies les fichiers gerber de ta carte à un fabriquant de circuit imprimé (Würth Elektronik, pcbway, OSH Park, ..). Cette entreprise va créer ta carte (physiquement) et te l'envoyer.
Il est également possible de prendre contact avec une entreprise qui va assembler ta carte (soudure de composants, ..). Dans ce cas la, tu envoies ce que l'on nomme la Bill Of Material de ta carte. C'est à dire la liste des composants (nom du composant, quel type de package, référence, ..) et leurs positions sur ta carte.
Comment se programmerait cette carte ?
Pour ce qui est de la programmation des MCU, je ne m'y connais pas vraiment, voici donc un lien qui devrait répondre à ta question : http://electronics.stackexchange.com/questions/7214/what-options-are-there-for-programming-mcus-in-production
Y'a-t-il des moyens de gérer ensuite, pour un projet plus complexe, des connexions réseau, une interface USB avec une mémoire ?
Pour ce qui est des fonctions de ta carte, c'est à toi de voir, rien ne t’empêche d'ajouter tel ou tel composant réalisant tel ou tel fonction sur ta carte.
Pour des productions plus petites de carte, voici les étapes :
- Conception des schéma électronique de ta carte
- Dimensionnement de ta carte
- Placement des composants (cet étape est très importante, on ne place pas n'importe comment les composants)
- Réalisation des connections sur la carte
- Envoie des fichiers gerber à une entreprise qui va te ré-envoyer tes cartes (model physique)
- Petite production/tests : tu montes les composants toi même.
- Tu tests et vérifie le bon fonctionnement de ta carte.
Si ta carte fonctionne, tu gardes ce design. Sinon tu modifies ton design, tu refais produire ta carte puis tu effectues de nouveaux tests.
En espérant t'avoir aidé.
edit : regarde ça aussi http://zestedesavoir.com/tutoriels/820/la-fabrication-numerique/
