El comparador LM393 tiene una salida de colector abierto. Solo puede bajar la salida, por lo tanto, se necesita una resistencia de pull-up para proporcionar una señal de alto nivel. En su caso, esta es la resistencia de 10k en paralelo al LED con la resistencia de 1k.
Tan pronto como agregue 2x330ohm = 660ohms a la salida, desactivará la red de pull-up, porque esta resistencia es menor que la de la red de pull-up. Dado que el comparador también puede solo bajar la señal, ya no se puede obtener una señal alta.
El diodo agregado tiene polarización inversa y, por lo tanto, desactiva las resistencias de 2x 330ohms. Es lo mismo que si no hubiera resistencias en absoluto.
Por cierto, la página a la que se vincula dice que el módulo puede funcionar con 3.3V.
A continuación se muestra un esquema simplificado del comparador tomado de
aquí . Debería aclarar por qué su modificación no funciona.