Se un ingresso analogico misura male, quasi certamente la responsabilità è della tensione di riferimento.
Un servo può assorbire parecchio e, se a questo aggiungi l'assorbimento della retroilluminazione del display, il risultato è che i 5V non sono più costanti.
Meglio se usi il riferimento interno da 1.1V.
Ovviamente devi modificare lo sketch.