Il pin Vin è collegato con un diodo al jack di alimentazione, quindi prendendo l'alimentazione da lì non hai fatto danni a meno che tu non abbia fatto qualche errore di connessione, tipo invertire la polarità oppure fare un corto fra Vin e massa. nessuna protezione in entrambi i casi!
Oppure hai abusato anche del prelievo di corrente dai pin dell'Arduino, arrostendo il regolatore integrato nonché l'Atmega328.
I chip che hai descritto dovrebbero essere: il regolatore a 5V, il regolatore a 3,3V ed il convertitore USB/Seriale Atmega16U2.
Il primo può scaldarsi se alimentato a più di 9V perché non avendo dissipatore integrato più è elevata la tensione in ingresso e più calore produce.