Das liegt möglicherweise an den fehlenden 100n Kondensatoren, die sind sehr wichtig, sollte man nicht weglassen. Es könnte auch die Eingangsspannung etwas zu gering sein, sie sollte mindestens 7V betragen.
Sollte die Diode kein 5V Typ sein, merktst du das sehr schnell an der sich verändernden Farbe und anschließendem Verlöschen, sie ist aber kaum Schuld an der geringeren Spannung.
Es kann auch sein das du einen Regler aus der unteren Toleranzgrenze erwischt hast. Dem AVR ist es aber egal.