Увеличил конденсатор после трехвольтового стабилизатора до 220 микрофарад и на батарее до 100 микрофарад, резисторы на ключах до 300 ом (в цепи затвора)/4.4 кОм (подтяжка к земле) - стабильность работы резко возросла, перестали сенсоры самопроизвольно срабатывать. Заодно добавил примитивный драйвер-ключ на FDV304P для раскачки выходного MOSFET-а, что позволило использовать частоту PWM в 100 килогерц. Потестирую немного и опубликую схему с прошивкой.
На Atmega у меня уже есть проект с ардуинкой мини про. Там 10 битный АЦП, против 16 бит в STM32F373, дает возможность очень точно измерять сопротивление спирали (нержавейку, например, на ардуинке нормально не отрегулировать).