zagii:
Probabilmente quando scendi troppo con l'alimentazione non ottieni più i 5v in uscita dal78L05 e questo ti sballa un po i riferimenti, se così fosse dovresti cercare un riferimento dei 5v con un Vin-Vout il minimo possibile; prima però misura l'uscita al 78L05 per essere sicuri del ragionamento fatto.

... con una tensione in ingresso di 4.40V dal uscita leggo 3.12V .(è normale questa caduta di tensione?)

zagii:

direi di si, gli stabilizzatori hanno bisogno, per funzionare correttamente, di un ingresso superiore all'uscita (di quanto lo si ricava dai data sheet).

Prova a misurare le tensioni che hai ai pins 5 e 6 del 358 quando hai l'anomalia(cioè quando scendi con l'alimentazione), prova anche a spostare il 100nF tra cursore e massa(ora è tra cursore e positivo)

zagii:
Per il 100nF pensavo a qualche disturbo, ma sembra che il problema venga quando l'alimentazione scende sotto i 5v e, in un certo senso, sarebbe anche giusto visto che lo stabilizzatore dei 5v non può lavorare correttamente. Tieni presente che il 358 non funziona bene a tensioni di alimentazione inferiori ai 3v. A mio parere potresti ridurre il problema se utilizassi invece dei 5v come riferimento un valore molto più bassso, p.es. 2,5v (LM336 2,5V)

amilcare.c:

Lo schema di vittorio modificato con il riferimento a 2,5V (TL431)

zio bapu:
Il TL431 lo trovi negli alimentatori per PC guasti e switching in genere, assomiglia a un transistor comune come il bc547 327 337 (in TO92).

Io pero' la 1k la alzerei anche a 10k altrimenti si ciuccia 10mA e sottrarli alla batteria e' un peccato.