Du kannst die Schaltung gegen überspannung schützen, indem du den strom auf 20mA beschränkst. Das ist der Wert, den die internene Dioden des AVR noch schaffen. Es wird also alles, was über die unterstützte Spannung hinausgeht, intern abgeleitet und du hast keine PRobleme mehr.

Die 100nF Diode macht das signal evtl. etwas langsamer. Mit dem 10k Widerstand baust du dir einen Tiefpass, du kannst dir ja mal die Frequenz ausrechnen und schauen, ob das noch passt.