Hola MODE,
que te funcione una vez, no significa que te vaya funcionar dos, o tres veces, si estás excediendo los limites marcados para los distintos componentes, en este caso, el ATmega (que sólo puede dar 40mA por puerto).
En tu caso te recomendaría algo parecido que a adri-bebavides: tener dos lineas de alimentación separadas, auqnue salgan del msimo transformador.
De todas formas, sus requerimientos podrían ser distintos a los tuyos, ya que en su caso el alimentaba el sistema con una batería, probabemente en un sistema móvil. En su caso, la eficiencia energetica (que rimbombante suena!) es importante y la diferencia entre la tensión de entrada y la de salida era muy alta. Además, su arduino no contaba con regulador.
En tu caso quizás puedas usar un reguladores lineal (tipo 7805) si los servos van a estar normalmente apagados.
De todas formas, te cuento esto desde la teoría ... siempre se pueden hacer las cosas mejor y peor, y puede que hasta funcionen!! 