Микро контролерите, с които съм имал досег до сега са PIC16F84A и PIC16F877A. Според даташийтовете им те работят от 4 до 5.5 Волта.
Има и версии LF (PIC16LF84A и PIC16LF877A), които работят с напрежения от 2 до 5.5 волта (L - low, малко).
За сензорите - ако прекарваш сигнала на сензорите през усилвател, смущенията и паразитените сигнали ще се увеличат => грешните данни.
Още едно нещо - вероятно е усилвателната схема да консумира повече енергия, което както разбрах не те устройва.
Мисля, че това е което мога да ти кажа в момента, без да почна да говоря глупости. Успех!