3Vで16MHzは可能なのか? 動かないかもしれない。

低電圧ではクロックあげられないんですよ。それを解決!となると結局全部同じもの作ることになってしまう。
以下の記述では3.3Vなら大丈夫そうなのだが・・
http://gadgetmakersblog.com/power-consumption-arduinos-atmega328-microcontroller/

※しかしあれだな。8MHzで単三2本で動かしてる限りにおいては、ATmega328はArduino搭載時の15%の電力しか消費しない。このまま使えれば、電池はもつのです。