Именно так. Маленький трансформатор будет самое оно. Если не критична гальваническая развязка, то нужно просто конденсаторами и резисторами поделить напряжение сети так, чтобы на выходе максимальное значение не превышало макимального апряжения ацп ардуины. И в этом случае очень рекомендую поставить защиту в виде супппрессоров и разрядников.
Указатели очень важная вещь. Динамический полиморфизм на них завязан. Другое дело, что не всем нравятся обычные указатели, а подавай им shared да weak. Да, с ними легко, не надо беспокоиться об удалении объекта, но их использование порой может быть излишним.
Тогда сам выступ будет вращаться. Лучше сделать наоборот — закрепить двигатель, а на винт надеть муфту и закрепить. В муфту вкрутить ось с направляющей и резьбой на одном конце.