Как реализовать до 40 ШИМ выходов с микроконтроллера?
Вариант - PCA9685, специализированный контроллер именно для LED. 16 каналов на корпус, управление по I2C. 3 корпуса и 48 каналов по 2 проводам готовы. Думаю, если поискать по "pwm i2c controller" или "i2c led controller" можно будет найти и что-то более ногастое.
Можно собрать матрицу из оптопар (для Atmega8 будет 96 оптопар (и 96 каналов ШИМ) ) и ими уже включать ключи на ленты.
А так, это задача для сети DMX - контроллеров. Это если по-серьезному.Например