Ich kann leider keine Ferndiagnosen stellen, aber +/-5 Gezappel im ADC sind recht viel. Wenn Du Lust hast: Nimm Dir eine Arduino-Platine, häng eine saubere Versorgung dran und simuliere mithilfe eines Potis eine Analogspannung (in der Regel passt das ganz gut mit den Pinleisten. Mittlerer Potipin an AD-Eingang, die beiden Controllerpins drumrum kannst Du als Ausgang Low/High einstellen, damit das Poti eine Spannung zum teilen hat).
(Ich hab in meinen Anfängen auch gedacht, das sei wohl so beim AVR. Nee, ist es nicht. Da rüpelt irgendetwas in Deiner Schaltung herum. Normalerweise zappelt die Ausgabe beim AVR ADC gar nicht, im ungünstigen Fall zwischen zwei Werten. Das ist dann Quantisierungsrauschen zwischen zwei Schritten.)
Ansonsten: Die Standardbeschaltung (Kondensatoren) von VCC, AVCC und AREF hast Du/der Arduino? Und über die Masseleitung vom Akku zum Controller entnimmt niemand anders wesentlich Strom? Irgendwelche LED-Blinkereien an den benachbarten Ports finden während der Messung auch nicht statt?
Wenn Du ein schnelles Oszi hast: Masseklemme an Akku, VCC, AVCC, AREF und GND am Controller checken. Wibbelt da etwas mit mehr als 5 mV?
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