Non mi tornano i conti. Una NiMh a piena carica mi pare sia 1.4V, ne metti in serie due e hai 2.8V ma tu parli di 3.6, non è che hai una LiPo?
Non sono un esperto elettronico ma il circuito di ricarica non mi convince. Inoltre non ho capito da dove vengono i 5V per Arduino a partire dai 3.6 o 2.8V, usi un DC-DC, cioè una board che genera i 5V a partire da tensioni inferiori?