So wie ich die Mosfet-Schaltungen kenne sollte man wischen Gate und Arduino einen eher niederohmigen Widerstand geben und zusätzlich einen Pulldownwiderstand auf die "Datenleitung". Der Widerstand zwischen Gate und Arduino soll eine überlastung des Arduino-Pins verhindern.
Zudem würde ich den Arduino eher mit einer anderen Spannungsquelle versorgen und die Massen verbinden, ist aber Geschmackssache.
Das der 328-er abraucht liegt sicher an einer Überlastung => kannst ja das nächste mal statt einfach den arduino zu ersetzen zwischen Arduino und Mosfet noch einen Transistor packen der nicht nur max. 40mA kann sondern vll. 500ma schafft.
Lg