LDO стабилизатор на 3в, подбирать по бюджету, корпусу и наличию. Если делать красиво - нужно добавить мониторинг линии питания (до LDO) и отключаться при достижении минимального порога в "3в + расчётное падение на стабилизаторе".
если планируется правильное батарейное питание и есть функция физического отключения питания, без перевода в sleep мозгов - учесть паразитное питание и токи утечки по линии мониторинга питания.
получение 5в нормальное, но лучше добавить цепь управления пином en для ручного управления источником (уменьшение потребления), нужно 1 транзистор и 3 резистора.