реально ли отслеживать процентный заряд телефона при помощи ардуино
Не реально. Для подобной операции требуется подключение относительно громоздкого МК к аккумулятору, но это даже для большинства современных телефонов технически невозможно
следить чтобы телефон не выходил за рамки "безопасной" зарядки
Эта функция уже предусмотрена в конструкции телефона. Ваша задача регулярно заряжать аккумулятор, вообще при возможности держать заряд 100%. Если все таки аккумулятор разряжен полностью (девайс отключился) немедленно поставьте его на зарядку иначе он через саморазряд уйдет в защиту и зарядить его будет проблематично и на срок службы это серьезно повлияет
Нашел несколько статей, в которых описывается контроль при помощи высчитывания напряжения,
Ну, погрешность там может быть и большая, но ваша задача стоит в том чтобы измерить расходуемую энергию, а не допустить глубокого разряда батареи. Эля этого подобный алгоритм очень простой но при этом эффективный