Complimenti, hai scoperto come funziona il PWM!! 
Se fai delle letture analogiche troverai sempre o 0 o il valore massimo. Quello che cambia è la tempistica, ovvero il duty-cicle. Quanto rimane lo zero e quanto il valore massimo.
Per approfondire --> Arduino – lezione 06: modulazione di larghezza di impulso (PWM) | Michele Maffucci
oppure --> SETTOREZERO | Come Arduino gestisce il PWM. Esempio pilotaggio CENT4UR™ con Arduino | SETTOREZERO
e --> http://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM