Ich würde die LED pulsen (Stichwort 555).

Das empfangene Signal mit einem Verstärker mit AC-Kopplung
verstärken.Danach mit einem phasenselektiven Gleichrichter eine
DC-Spannung daraus machen. Die kannst Du dann auf den A/D-Pin
des uC führen. Vielleicht währe es sogar vorteilhaft die Verstärkung
zu regeln.

Mit einfach einer Photodiode direkt am uC-Port wirdst Du wahrscheinlich
nicht weit kommen. Enweder hast Du zuwenig Signal und das
Sendersignal von der Umgegungsstrahlung (Lampen, Tageslicht) überdeckt oder der uC übersteuert.