ahora viene la duda como es que acontece esto (no me quedo muy claro) se supone que todos estan conectados a GND y no deberia haber nada inusual ahí... son cosas tal vez insignificantes pero para alguien que empieza a usar arduino puede no ser tan "obvio" ... espero puedan explicar algo mas sobre estos temas sencillos pero muy significativos!
Por supuesto que eso no lo comentaste y si claro que tiene razón.
Mira lo que ocurre... por todos los circuitos circula corriente. La corriente sale del positivo y cierra por negativo buscando la fuente de poder, o sea tu regulador de 5V.
Sabes que todo cable tiene resistencia. Cuanto mas grueso la resistencia es menor pero cuanto mas fino es mayor. Si por un cable fino circulan una buen acorriente, resuelta que habra una cadia de varios mV por dicho cable.
Esos mV son los que comprometían tus lecturas.