C'est parce que tes piles sont neuves. La tension va baisser très vite pour se stabiliser à 3V par pile, et quasiment ne plus bouger jusqu'à ce que la pile soit complètement morte. Il y a un exemple de courbe de décharge ici.

Si tu mets une pile + une diode, tu vas te retrouver à 2.7V et ça ne sera pas assez.

Je te conseille de les user un peu (un VMU ça devrait bien marcher pour ça, vu comment ça bouffe des piles ) et de faire le réglage après.