Die mögliche Unterdrückung von Umgebungslicht ist schon richtig beschrieben. Alternativ, wenn es empfindlicher sein soll, kann die Modulation der IR LED schneller (z.B. 1 kHz) erfolgen und die Wechselspannung verstärkt werden - die Differenzbildung erfolgt dann sozusagen in Hardware.

Für die Auswertung am AVR könnte man den Komparatoreingang nutzen. Die Schwelle läßt sich da entweder extern einstellen am anderen Komparatoreingang, oder intern auf etwa 1 V. Die Empfindlichkeit ließe sich durch verändern des 10 K Widerstandes in der Schaltung oben noch etwas anpassen (z.B. auf 20 K), so dass es dann mit der festen 1 V Schwelle hinkommt. Falls es damit nicht hinkommt, ist der Komparatoreingang in der Regel auch als AD Eingang zu nutzen. Ein externes IC wäre ein Komparator oder ggf. auch ein OP als Komparator geschaltet.