Схема работает от 4х1.2 аккумуляторов.

В схеме работает мега8515 + индикатор, датчик, фотодиод и т.п.

Достаточно ли стабилизировать питание самой меги с помощью, например кондеры + LP2980, а всю навеску оставить без стабилизатора?

или нужно ставить стабилизатор на всю схему?

Нафиг стабилизатор. Включите встроенный BOD и спите спокойно
Хотя, наверное, стоит посмотреть на Ваш датчик - что он требует?

Я бы аккумы пустил в параллель (c выравнивающими резисторами) и поставил бы дешевый step-up

Нехорошее это дело паралеллить производители не советуют, а они умные, BOD и делу конец

что такое step-up - нашел, разобрался как работает.
BOD не подходит, напряжение прыгает от 3 до 6,8 вольт, в зависимости от заряда аккумуляторов, что не есть гуд для датчика, там нужны стабильные 4,8В

вопрос к beer_warrior: пока нашел step-up от MAXIM, но они вовсе не дешевые
Почему нельзя поставить LP2980 на 5В? (по току у меня она вытягивает с 200% запасом)

===============================================================================
Еще одна поправка к схеме, хотя думаю она не влияет на суть. Придется использовать еще одну мегу8L + ат45дб161.
Чтобы понизить 4,8В до 3,3 думаю все же взять LP2980-3,3 (как написано в даках от Атмел).

Все, нашел дешевые DC/DC преобразователи, буду пробовать.

Тему можно закрывать, всем спасибо!