Hola:
He simulado tu circuito y no veo una oscilación tan grande con respecto cuando el voltaje es más grande.
Obviamente una simulación solo te da una idea de lo que va a pasar, la realidad pueda que sea otra.
Respecto a lo que dije de las resistencias R3 y R2, me confundí, pensé que era un divisor de la fuente y es un divisor de la salida.
Eso implica que tu filtro es un amplificador no inversor con ganancia 2. (1 +Rf/R)
Primero le atenúas a la señal en 1/10 (eso parece con las resistencias R7 y R5) pero luego con el filtro le das una ganancia de 2, podrías atenuarle al valor correcto (1/20) y el filtro darle una ganancia de 1.
Otra cosa que noté es que la resistencia 6 de 22k e muy grande para el ADC interno del micro y puede producir lentitud al adquirir valores, en las hojas de datos te recomiendan una impedancia de máximo 1k. O mejor quitar la resistencia y conectar directo al pin del micro.
También podrías mejorar la frecuencia de corte del filtro, es decir poner otro valor par reducir la oscilación, por ejemplo la oscilación casi desparece con capacitores de 100 nF.
La desventaja de aumentar capacitores es que aumentas la latencia del cambio de voltaje con respecto al voltaje que sale del filtro.
Si usas el comparador analógico, simplemente tendrías que comparar el máximo de la señal rectificada, y olvidarte del filtro y de promedios y de histéresis. Lo único que tendrías que hacer es que cuando exista un sobre voltaje y un subvoltaje, verifica que dentro de un tiempo prudente, (3 segundos puede ser) el voltaje haya regresado a la normalidad antes de volver a activar la carga.
