Intentando ir un poco mas alla y gracias a vuestros consejos, la funcion millis() es perfecta para mantener un led fijo durante un tiempo. Pero lo que intento es conseguir un incremento de la luminosidad tipo 'fade', como podria plantear esto usando millis()? haga lo que haga, bien el led queda fijo o bien realiza el fading pero el arduino se queda realizando solo ese proceso. 
Saludos