Hola Jose, mira para realmente ayudarte necesitaria ver el diagrama de tu aparato pero,..... en principio si decis que en la protoboard te funciona bien, el tema deberia ser ruido, o acople capacitivo, a ver si me puedo explicar.
Ruido: pusiste los cap. de .1uF que se recomiendan,.... en la alimentacion del micro, el LM75, la salida del regulador de 5V, etc ?
Cambio en mucho la distancia entre el sensor y el micro, cuando lo probaste en la proto a cuando lo probaste en la placa ?
Dame mas datos y trato de tirarte ideas, un abrazo , Jorge