Forma correcta de alimentar modulo de reles

Hola, se que hay muchos post sobre el tema y ya leí varios pero con ideas diferentes.
Algunos recomiendan alimentar la placa de rele de forma externa y otros dicen que se puede hacer desde el mismo arduino. En base a eso quisiera comentar mi situación para encontrarle una solución optima:

COMPONENTES:
1 ARDUINO UNO
1 PLACA DE 16 RELES
1 FUENTE 5V 800MA (CARGARDO DE CELULAR)
1 FUENTE EXTERNA 5V 2 AMP (PROYECTO A INCORPORAR)
1 PANTALLA LCD 16X2 + modulo i2c

SITUACIÓN:
Actualmente tengo un arduino UNO alimentado por USB con un transformador (cargador de celular 5V 800ma) Del pin +5V y GND de arduino envio corriente a la bornera de la placa de reles.
De los pines configurados como salida de arduino envio señal a c/u de los pines de la placa de reles.
Los reles reciben su correspondiente carga y conexión de salida, pero que para este ejemplo no interfiere ampliar en detalle eso.
La pantalla LCD tiene su modulo i2c y esta conectada a los pines de info y la energía lo toma de los +5V y GND de la salida de arduino (Hice una derivación en el puente que llevaba la alimentación a la plaqueta de rele)

Asi como esta funciona. Pero noto los siguientes problemas:
Con toda esta carga mencionada, al medir el voltaje al pin +5V del arduino tengo 3.8V aprox.
el LCD lo noto con poco brillo.
No noto aumento de temperatura al tacto en la placa Arduino ni en el trasnformador, pero pienso que a la larga se puede llegar a dañar algo o generar inestabilidad en el funcionamiento.

Por tanto tengo pensado la siguiente modificación:
Dejar la alimentación del ARDUINO UNO tal cual esta (por USB con el cargador de celular)
Tomar los +5V y GND del arduino hacia el LCD (tal cual esta)

PERO agregar una fuente DC 5V que alimente la plaqueta de reles.

MI DUDA ESTA: si debería unir el (-) de esa fuente con el pin GND del arduino? Es asi?
También me pregunto si la alimentación del LCD me conviene tomarla de esa fuente asi le quito consumo al circuito del ARDUINO UNO.

Antes de hacer esta modificacion quisiera saber si es lo correcto. O simplemente lo dejo asi.
Gracias

Lo primero que alguien te va a decir es que si algo funciona no lo toques, ¿para que intentar solucionar un problema que no existe?.
Pero...
Tal como lo planteas, y lo entiendo, la segunda opción que has elegido va a ser la mejor, pues aunque ahora te funcione (supongo que en pruebas) a la larga te va a dar segurisimo problemas de estabilidad, de falta de potencia ya que estás pidiendo "demasiado al límite" todo (lo entre comillo para que se entienda que es una forma de hablar).

La mejor forma de alimentar un modulo de reles siempre debe ser por alimentación externa, por la simple razón de evitar sobre cargar o cargar mucho al arduino, y lo que más te va a consumir son los reles, y además con diferencia, por lo que aunque te funcione, yo entiendo que al menos es recomendable alimentarlos externamente, pues te va a ser siempre más estable. Lo que no entendí muy bien fue que no se calienta... Activando todos los reles a la vez, aunque sea seguidos unos tras otros pero estando todos activados juntos, ¿no se calienta el regulador del arduino?, ¿ni un poco?, Entiendo que debería pues el consumo de todos a las vez, y durante un tiempo, debe ser un poco elevado.

Sin duda, yo los alimentaria de forma externa, y de hecho siempre los tuve asi por lo mismo que te contado, y por supuesto que si va alimentado externamente debes unir siempre las masas, que además deben ayudarte a evitar los ruidos (aunque con relés y lcd podrás leer incluso por aqui, que "a veces" termina dando problemas de que el texto se vuelve inestable por temas de ruido provocado por los mismos, de hecho yo ya utilizo los reles solidos en vez de los mecánicos por eso mismo).
Otra cosa sería un simple relé o una pareja, y que no sea algo que va a estar horas y horas activado, que en este caso yo los suelo conectar directo (aunque también alguno a la larga me dió fallos de falta de potencia en la alimentación).

Yo te daré mi punto de vista.

Dejar la alimentación del ARDUINO UNO tal cual esta (por USB con el cargador de celular)

Si de ese modo lo alimentas no hay problema pero 3.8V no es buen valor en el pin 5V asi que revisa lo que esta pasando. Seguramente es consumo excesivo asi que empieza conectando el cargador y el UNO solos y mide en el pin 5V, si sigues leyendo 3.8V busca otro cargador.

Tomar los +5V y GND del arduino hacia el LCD (tal cual esta)

Si, claro, el LCD no es ni representa un gran consumo para el Arduino pero me preocupa el valor que lees..

MI DUDA ESTA: si debería unir el (-) de esa fuente con el pin GND del arduino? Es asi?

Siempre que no alimentes con Arduino debes compartir GND con otras fuentes y que arduino envie las señales de control o lectura sin otro cambio.
Entonces si comparte el GND.

SI FUNCIONA, DEJALO ASI. Esa frase siempre me la repito cuando quise hacer una supuesta mejora y lo arruine. Espero que este no sea el caso también.

Con respecto al ruido o inestabilidad, mi ciclo programado dentro del Arduino se ejecuta al apretar un botón y dura 5 minutos aprox. Al hacer varias pruebas, me paso alguna que otra vez que en alguno de esos ciclos el Arduino se traba. (como que queda en un punto del código y no sigue) El código esta bien, ya que muchos de los ciclos los cumple tal cual. Pero de vez en cuando por ahi se traba y lo tengo que reiniciar. Quizás pueda ser por este motivo de insuficiencia de voltaje.

Con todo conectado, los reguladores de voltaje del Arduino se entibian un poco, pero no noté que sea un calentamiento como para asustar.
Al desconectar la alimentación hacia los módulos de rele, vuelvo a tener 5V en el pin. Esto se explica por el consumo.

Mi principal “miedo” era unir los negativos de diferentes fuentes para no hacer lio y quemar algo. Pero entiendo que debe ser asi.
Mi ultima duda es que ese mismo modulo de reles viene para ser alimentado con 12V. Para mi aprendizaje, si en un próximo proyecto llego a usar uno de esos, creo que seria lo mismo. UNIR LOS NEGATIVOS mismo siendo otro voltaje? (SI ME EQUIVOCO, QUE ALGUIEN ME CORRIJA)

Gracias

si, la masa debes unirla sea 5v con 12v o con 50v, da igual, siempre debes unirla si trabajan juntas en un mismo sistema, da igual que sea un circuito, dos o 10 circuitos. siempre que hablemos de esto

Con respecto al ruido o inestabilidad, mi ciclo programado dentro del Arduino se ejecuta al apretar un botón y dura 5 minutos aprox. Al hacer varias pruebas, me paso alguna que otra vez que en alguno de esos ciclos el Arduino se traba. (como que queda en un punto del código y no sigue) El código esta bien, ya que muchos de los ciclos los cumple tal cual. Pero de vez en cuando por ahi se traba y lo tengo que reiniciar. Quizás pueda ser por este motivo de insuficiencia de voltaje.

Que algun ciclo se trabe como tu lo indicas es síntoma que tienes un problema de ruido accionando algo con alguno de tus Relés.
Nos has hablado del sistema Arduino pero nada de lo que tienes conectado y como lo tienes conectado desde los reles hasta sus cargas. Llamo cargas a los motores, lámparas, electroválvulas, calentadores, etc.
Muchas de estas cosas generan ruidos eléctricos y alguna en particular es la que provoca tu colgada en el Arduino. Asi que debes identificarla.
Si accionas dispositivos de continua con los contactos del relé debes considerar usar un diodo en anti paralelo con la carga de continua, ejemplo si fuera un electroimán o bobina de algún tipo (tal como la que usan las electroválvulas).
Si solo es Alterna hay otros elementos que ayudan a suprimir transitorios o mejor dicho llevarlos a valores que sean menos peligrosos para la electrónica de control.

Muchas gracias a todos por las respuestas. Finalmente adicioné el transformador para alimentar la placa de reles y uni los negativos. Con todas lsa pruebas que hice nunca se me tildò el Arduino y el LCD tiene mucho mas brillo.
Por tanto si alguien mas esta en una situación similar, puede usar este post de ejemplo con su solución.

Buenos proyectos a todos!