Sachverhalt:
A.
Gemäss Anklage soll X._ am 28. Oktober 2012 in der Knabengarderobe des Hallenbades der C._ in D._ dem damals siebenjährigen B.A._ein oder zwei Mal die Hose heruntergerissen und ihm mit den Fingern an den Penis gefasst haben. Ausserdem habe er am 5. Oktober 2014 im Umkleideraum des Hallen- und Freibades in E._ auf einer Bank sitzend eine Hand im Bereich seines Oberschenkels gehabt und dabei den zusammen mit F._ hereingekommenen, zu diesem Zeitpunkt elfjährigen Buben "fest" angeschaut und ihn gefragt, ob es ein Problem gebe. Der damals dreizehnjährige F._, der X._ zunächst keine Beachtung geschenkt hatte, habe plötzlich bemerkt, dass dieser nackt gewesen sei, sich den Penis "gewixt" habe und ihn dabei "so komisch" angelächelt habe.
Auf die Darlegung weiterer Vorwürfe, bezüglich welcher es im Laufe der vorinstanzlichen Verfahren zu Freisprüchen kam, kann an dieser Stelle verzichtet werden.
B.
Das Kantonsgericht Schaffhausen sprach X._ am 2. Juni 2016 in Bezug auf die beiden erwähnten Vorfälle der mehrfachen sexuellen Handlungen mit Kindern schuldig und verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 13 Monaten. Es ordnete eine ambulante psychotherapeutische Massnahme im Sinne von <ref-law> sowie eine Bewährungshilfe gemäss <ref-law> für die Dauer der Behandlung an. Ausserdem verpflichtete es ihn zur Zahlung einer Genugtuung von Fr. 1'000.-- an A.A._.
Das Obergericht des Kantons Schaffhausen bestätigte am 10. November 2017 sowohl Schuldspruch und Strafmass als auch die Anordnung einer ambulanten Massnahme und einer Bewährungshilfe im erwähnten Sinne sowie die Verpflichtung zur Zahlung einer Genugtuung von Fr. 1'000.-- an A.A._.
C.
X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit dem Antrag, das angefochtene Urteil sei hinsichtlich des Schuldspruchs, der Anordnung von Massnahme und Bewährungshilfe, der Verpflichtung zur Zahlung einer Genugtuung sowie der vorinstanzlichen Verfahrenskosten und der ihm auferlegten Rückzahlungspflicht der Verteidigungskosten aufzuheben und die Sache zu neuer Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Eventualiter sei er zu einer bedingten Freiheitsstrafe von maximal 10 Monaten zu verurteilen bei einer Probezeit von zwei Jahren, und es sei keine ambulante Massnahme im Sinne von <ref-law> anzuordnen; eventualiter sei ihm die Weisung zu erteilen, sich einer Psychotherapie zu unterziehen.

Erwägungen:
1.
1.1. In Bezug auf seine Verurteilung wegen des Vorfalls vom 28. Oktober 2012 rügt der Beschwerdeführer, es sei weder nachgewiesen, dass auf B.A._ überhaupt ein Übergriff stattgefunden habe, noch dass er der Täter sei. Die Vorinstanz verfalle in Willkür und verletze den Grundsatz "in dubio pro reo", indem sie ihn trotz aller Ungereimtheiten und der nicht klaren Identifizierung als Täter des behaupteten Übergriffs betrachte.
1.2. Die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung kann nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-law>; vgl. auch Art. 105 Abs. 1 und 2 BGG). Offensichtlich unrichtig im Sinne von <ref-law> ist die Sachverhaltsfeststellung, wenn sie willkürlich ist (<ref-ruling> E. 2.3.1 S. 244; <ref-ruling> E. 2.2; je mit Hinweis; vgl. zum Begriff der Willkür <ref-ruling> E. 2.3.1; <ref-ruling> E. 4.1; je mit Hinweisen).
In der vom Beschwerdeführer angerufenen Funktion als Beweiswürdigungsregel besagt der Grundsatz "in dubio pro reo", dass sich das Gericht nicht von einem für den Beschuldigten ungünstigen Sachverhalt überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung erhebliche und nicht zu unterdrückende Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat. Inwiefern dieser Grundsatz als Beweiswürdigungsregel verletzt ist, prüft das Bundesgericht unter dem Gesichtspunkt der Willkür (<ref-ruling> E. 7 S. 81 f.; <ref-ruling> E. 2a S. 40 f.; Urteil 6B_824/2016 vom 10. April 2017 E. 13.1, nicht publ. in: <ref-ruling>; je mit Hinweisen).
1.3. Die Vorinstanz erachtet die Beweiswürdigung des erstinstanzlichen Gerichts als zutreffend und verweist auf dessen Erwägungen, in denen es die im Wesentlichen ähnlich lautenden Einwände des amtlichen Verteidigers überzeugend verworfen habe.
Die erste Instanz erwägt, aufgrund der Aussagen von B.A._ gegenüber seiner Mutter und der Polizei am 28. Oktober 2012 sowie bei der Befragung zwei Jahre später stehe fest, dass ihm in der Knabengarderobe des C._ Hallenbades in D._ ein erwachsener Mann die Unterhose heruntergezogen und ihn am Penis berührt habe.
Der Beschwerdeführer habe anfangs bestritten, jemals im Hallenbad in D._ gewesen zu sein. Als er sich auf Bildern der Überwachungskamera vom Tattag erkannte, habe er angeführt, dass er einem Irrtum bezüglich der Ortschaft des Bades unterlegen sei. Diese Ausführungen erschienen aber als Schutzbehauptung, da der direkteste Weg von seinem damaligen Wohnort zum C._ mit dem Auto quer durch die Stadt D._ führe, und selbst wenn er via G._ zum Bad gefahren sei, sei er an mehreren Schildern mit der Aufschrift "D._" vorbeigekommen. Beim Eingang zur C._ stehe zudem explizit unter dem Logo "C._ D._". Die geltend gemachte Verwechslung erscheine unglaubhaft.
Bei der Polizei habe B.A._ unmittelbar nach der Tat folgendes Signalement des Täters angegeben: männliche Person, vier Piercings links oder rechts in der Augenbraue, ein Piercing an der linken oder rechten Brustwarze. Der Bademeister habe am fraglichen Nachmittag einen Mann mit auffälligen Tattoos gesehen und zwei farbige, grossflächige Tätowierungen im Schulterbereich beschrieben. Damit habe er den Beschwerdeführer beschrieben, wie ein Vergleich mit den Aufnahmen von dessen Tattoos belege. Einen Mann mit Augenbrauen- und Brustwarzenpiercings habe der Bademeister an diesem Tag nicht gesehen. Allerdings habe er angegeben, die tätowierte Person nur von hinten gesehen zu haben, und dass die Kombination von Brustwarzen- und Augenbrauenpiercings im Bad sehr selten anzutreffen sei. Er habe denn auch keine anderen Männer mit auffälligen Tattoos gesehen. Damit bestehe Identität zwischen der von B.A._ und der vom Bademeister beschriebenen Person, da beide Beschreibungen auf den zur fraglichen Zeit im Bad anwesenden Beschwerdeführer zuträfen. Andere Personen mit den beschriebenen Merkmalen seien nicht im Bad gewesen, weshalb als Täter nur der Beschwerdeführer in Frage komme.
In der Opferbefragung habe B.A._ die bei der Polizei zwei Jahre zuvor abgegebene Täterbeschreibung nicht wiederholt und insbesondere auch auf entsprechende Hinweise der Befragerin nichts mehr von Piercings gesagt. Stattdessen habe er einen spitzigen Bart erwähnt, diese Aussage jedoch sogleich wieder relativiert. Die Mutter von B.A._ habe als Zeugin bestätigt, dass ihr Sohn ihr gegenüber vier Augenbrauen- und ein Brustwarzenpiercing erwähnt habe.
Bei B.A._ handle es sich um einen sprachbehinderten Jungen, der sich nur schwer auszudrücken vermöge. Als dominante Linie in der Opferbefragung sei seine Aussagen zu erkennen, dass ein Mann ihm ans "Schnäbi" gefasst habe. Dass er mehr als zwei Jahre nach dem Vorfall die Piercings von sich aus nicht mehr erwähnt habe, sei nicht entscheidend, nachdem zweifelsfrei feststehe, dass er es im unmittelbaren Nachgang an den Vorfall seiner Mutter sowie der Polizei gegenüber getan habe. Zwar habe der Beschwerdeführer nur zwei Piercings in der Augenbraue, doch könnten diese vier "Knöpfe" klarerweise als vier Piercings wahrgenommen werden. Auch ein anderer Junge habe später von vier Piercings gesprochen. Es entstehe im Übrigen der Eindruck, dass die konkreten Erinnerungen von B.A._ an das Aussehen des Mannes in den zwei Jahren seit dem Vorfall verblasst seien. Nicht nur, dass er einen Bart erwähne, er habe nun auch angegeben, der Mann habe ein T-Shirt getragen, was nicht sein könne, weil er sonst nach der Tat seiner Mutter gegenüber kein Brustwarzenpiercing hätte beschreiben können. Damit sei den Aussagen von B.A._ im Jahr 2014 mit Vorsicht zu begegnen, mit Ausnahme seiner Schilderung des eigentlichen Vorfalls, der sich offenbar stark in sein Gedächtnis eingeprägt habe. Daher sei auf seine Aussagen im Jahr 2012 gegenüber seiner Mutter und der Polizei abzustellen. Dass B.A._ nie etwas von den auffälligen Tattoos des Beschwerdeführers erzählt habe, sei damit erklärbar, dass der Beschuldigte solche zum Tatzeitpunkt nur an Rücken und Gesäss aufgewiesen habe, mit Ausnahme seines Leistentattoos. Jenes am rechten Arm sei erst später dazu gekommen. Der Täter müsse B.A._ frontal mit nach vorn geneigtem Oberkörper gegenüber gestanden haben, ansonsten er dem auf der Bank sitzenden Jungen nicht an den Penis hätte fassen können. Das Leistentattoo werde von den Badeshorts, die der Beschwerdeführer gemäss Überwachungskameras getragen habe, zu einem Teil bedeckt. Durch die Neigung des Oberkörpers müsse es aber noch schwieriger gewesen sein, das Tattoo überhaupt zu sehen.
Zusammenfassend stehe für das erstinstanzliche Gericht zweifelsfrei fest, dass ein Mann dem damals siebenjährigen B.A._ in der Knabengarderobe des Hallenbades die Unterhosen herunter gezogen und an den Penis gefasst habe. Der Täter habe Piercings in den Augenbrauen und an der Brustwarze gehabt. Der Beschwerdeführer habe zuerst geleugnet, jemals in D._ in einer Badeanstalt gewesen zu sein. Erwiesenermassen habe er sich aber zum Tatzeitpunkt in jenem Hallenbad aufgehalten und an den genannten Stellen Piercings gehabt. Ein anderer Mann mit auffälligen Piercings sei weder vom Bademeister gesehen, noch auf den Aufnahmen der Überwachungskameras entdeckt worden. Gleiches gelte für einen anderen Mann mit auffälligen Tattoos. Hinzu komme, dass der Beschwerdeführer sich nach den Aussagen des Bademeisters an jenem Nachtmittag seit Betreten des Bades in auffälliger Weise ausschliesslich im Bereich des Nichtschwimmerbeckens aufgehalten habe. Damit könne ausgeschlossen werden, dass ein anderer Mann in der Umkleidekabine auf B.A._ getroffen sei, und es bestünden keine Zweifel daran, dass der Beschwerdeführer der Täter des von B.A._ geschilderten Übergriffs gewesen sei.
Die Vorinstanz fügt ergänzend an, die Ausführungen von B.A._ an der videounterstützten Befragung vom 9. Dezember 2014 zum Kerngeschehen seien stimmig und wiesen keine Widersprüche auf. Zudem stimmten sie überein mit jenen seiner Mutter und des Bademeisters. Zwar seien die Erinnerungen von B.A._ an den Täter und die Aspekte ausserhalb des Kerngeschehens offensichtlich verblasst, doch sei dies nach rund zwei Jahren und in Anbetracht seines Alters nachvollziehbar und vermöge an der zentralen Kernaussage nichts zu ändern, sondern spreche für Erlebtes. Dem amtlichen Verteidiger sei insofern zuzustimmen, als keine Einvernahme von B.A._ aus dem Jahr 2012 vorliege, sondern lediglich ein Orientierungsbericht vom 9. November 2012, der kein Beweismittel darstelle. Dennoch sei dieser ein wichtiges Indiz, das in die Würdigung mit einfliesse. Zu berücksichtigen gelte auch, dass unmittelbar nach der Tat bei der Polizei folgendes Signalement des Täters angegeben worden sei: männliche Person, vier Piercings links oder rechts in der Augenbraue, ein Piercing an der linken oder rechten Brustwarze. Die Mutter von B.A._ habe den Beschwerdeführer selbst nicht gesehen, und auch der Bademeister habe keine Piercings erwähnt, zumal er den Beschwerdeführer nur von hinten gesehen habe. Somit könne die Täterbeschreibung nur von B.A._ selber stammen. Dass dieser das Wort Piercing nicht gekannt habe und dies mit "Metalldinger da" umschrieben habe, spreche für sich. Nach dem Gesagten stehe auch eine Suggestion ausser Frage. Im Übrigen sei die Wahrscheinlichkeit hoch, dass ein Kind über Selbsterlebtes berichte, wenn es sich spontan gegenüber einer Bezugsperson äussere, ohne dass im Vorfeld sexuelle Inhalte von anderen thematisiert worden seien, und es dabei in einer einfachen Sprache über die Ereignisse erzähle, die mit sexuellem Missbrauch in Verbindung stünden - was vorliegend der Fall gewesen sei, indem sich B.A._ spontan und unmittelbar nachdem er aus der Garderobe gekommen sei seiner Mutter gegenüber geäussert habe. Soweit die Verteidigung vorbringe, das Tattoo des Beschwerdeführers am Bauch sei sehr auffällig und deutlich erkennbar, sei festzuhalten, dass dieses Tattoo sehr wahrscheinlich vollständig durch die Badeshorts des Beschwerdeführers verdeckt worden sei, wie auf dem Bild der Überwachungskamera zu sehen sei.
Die Schilderungen von B.A._ seien unter Berücksichtigung seines Alters und seiner Sprachentwicklungsstörung hinreichend detailliert. Ausserdem habe er beschreiben können, wie er sich im Moment der Tat gefühlt habe, was für Erlebtes spreche. Für die Wahrheit seiner Aussage spreche auch seine Äusserung, dass er nicht verstanden habe, weshalb der Beschwerdeführer einfach sein "Schnäbi" angefasst habe. Gemäss den Aussagen seiner Mutter sei er gleich nach dem Vorfall aufgebracht gewesen und es habe lange gebraucht, bis er sich im Hallenbad wieder alleine habe umziehen können. Auch zwei Jahre später habe er noch Angst gehabt, dass "der böse Mann" wieder komme. All dies spreche ebenfalls für Erlebtes. Ein übermässiger Belastungseifer sei in den Aussagen von B.A._ nicht erkennbar, habe er doch zum Beispiel verneint, dass es wehgetan habe und erklärt, dass es nicht lange gedauert habe.
Die Aussage des Bademeisters, wonach ihm der Beschwerdeführer unter anderem deshalb aufgefallen sei, weil er sich in der Nähe des Nichtschwimmerbeckens und damit in Kindernähe aufgehalten habe, sei im Übrigen durch die Bilder der Überwachungskamera erstellt.
Auch das Aussageverhalten des Beschwerdeführers sei zu berücksichtigen, wobei auf die zutreffenden Ausführungen der Erstinstanz verwiesen werden könne. Es sei erstellt, dass er zur fraglichen Zeit in der C._ in D._ gewesen sei, und es gebe keine Hinweise, dass ein weiterer Mann mit den auffälligen Merkmalen des Beschwerdeführers zum selben Zeitpunkt vor Ort gewesen sei. Im Übrigen falle auf, dass es Parallelen zu den beiden Vorfällen vom 5. Oktober 2014 im Hallenbad in E._ gebe.
Nach dem Gesagten bestünden keine vernünftigen Zweifel daran, dass der Beschwerdeführer am 28. Oktober 2012 dem damals siebenjährigen B.A._ in der Bubengarderobe der C._ D._ an den nackten Penis gefasst habe. Offen bleiben könne, ob er ihm zuvor die Hose heruntergezogen habe oder ob er es allenfalls ausgenutzt habe, dass der Junge daran war, sich umzuziehen.
1.4.
1.4.1. Damit nimmt die Vorinstanz eine ausführliche und ohne Weiteres vertretbare Beweiswürdigung vor. Sie befasst sich eingehend mit sämtlichen vorhandenen Aussagen, bezieht objektive Beweismittel wie die Aufnahmen der Überwachungskameras vor Ort mit ein und setzt sich auch mit den konkreten Einwänden des Beschwerdeführers auseinander. Sie zeigt differenziert auf, dass und weshalb die Beweislage insgesamt klar für ihn als Täter spricht. Ebenso legt sie überzeugend dar, aus welchen Gründen sie seine Aussagen als unglaubhaft einstuft. Die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung ist daher weder willkürlich noch verstösst sie gegen den Grundsatz "in dubio pro reo".
1.4.2. Daran ändern die Vorbringen des Beschwerdeführers nichts.
Mit seinem Einwand, dass es aus dem Jahr 2012 keine Einvernahme von B.A._, sondern lediglich einen Orientierungsbericht der Kantonspolizei Schaffhausen gebe, bei dem es sich aber um kein Beweismittel gemäss StPO handle, hat sich die Vorinstanz bereits ausführlich und korrekt auseinandergesetzt. Der Beschwerdeführer bringt nichts Neues vor, weshalb diesbezüglich auf die vorinstanzlichen Ausführungen verwiesen werden kann (vgl. E. 1.3, S. 6).
Um zu belegen, dass es gegenüber B.A._ zu Suggestionen gekommen sei, beruft sich der Beschwerdeführer auf dessen Einvernahme aus dem Jahr 2014, anlässlich welcher B.A._eine Geschichte nacherzählt habe, die sich nie zugetragen habe, die ihm nur erzählt worden sei und die er geglaubt habe. Dieser Umstand lässt die ursprünglichen Angaben von B.A._ unmittelbar nach dem Vorfall im Jahr 2012 seiner Mutter und der Polizei gegenüber jedoch unberührt. Zum Einen betraf die unwahre Geschichte nicht das eigentliche Tatgeschehen, zum Andern ist schlicht nicht vorstellbar, von wem und wie genau B.A._ der Tatvorwurf gegen den Beschwerdeführer konkret hätte suggeriert werden können. Die Mutter von B.A._ hatte den Beschwerdeführer überhaupt nicht gesehen und der Bademeister lediglich von hinten, weshalb insbesondere die Angabe mit den Piercings ausschliesslich von B.A._ selbst stammen konnte, wie die Vorinstanz zutreffend erwägt. Schliesslich ist auch kein Motiv ersichtlich, weshalb jemand den Vorwurf gegen den Beschwerdeführer wahrheitswidrig hätte äussern sollen. Hierzu bringt auch der Beschwerdeführer selbst nichts Überzeugendes vor. Soweit er der Mutter von B.A._ein eigenes finanzielles Interesse am Ausgang des vorliegenden Verfahrens zuschreibt und darin einen möglichen Beweggrund dafür sieht, dass B.A._ allenfalls von seinem Umfeld beeinflusst worden sei, erscheint seine Argumentation weit her geholt und wenig plausibel.
Mit den übrigen Vorbringen in der Beschwerde hat sich schon die Vorinstanz im angefochtenen Urteil eingehend auseinandergesetzt. Die diesbezüglichen Ausführungen des Beschwerdeführers sind rein appellatorischer Natur und vermögen von Vornherein keine Willkür zu begründen, weshalb darauf nicht einzutreten ist.
2.
2.1. In Bezug auf seinen Schuldspruch wegen des Vorfalls vom 5. Oktober 2014 rügt der Beschwerdeführer zunächst eine Verletzung des Anklagegrundsatzes. Einerseits werde in der Anklageschrift nicht dargelegt, wie er F._ und den anderen Jungen in eine sexuelle Handlung einbezogen haben solle, andererseits sei der subjektive Tatbestand nicht umschrieben. Es sei unklar, ob die Staatsanwaltschaft ihm eventual- oder direktvorsätzliches Handeln vorwerfe. Ausserdem habe sie nicht mitgeteilt, welche Tatbestandsvariante erfüllt sein solle, weshalb er auch nicht aufgrund des angeklagten Delikts auf den ihm vorgeworfenen subjektiven Tatbestand schliessen könne.
2.2. Nach dem Anklagegrundsatz bestimmt die Anklageschrift den Gegenstand des Gerichtsverfahrens (Umgrenzungsfunktion; Art. 9 und Art. 325 StPO; Art. 29 Abs. 2 sowie Art. 32 Abs. 2 BV; Art. 6 Ziff. 1 und Ziff. 3 lit. a sowie lit. b EMRK). Das Gericht ist an den in der Anklage wiedergegebenen Sachverhalt gebunden (Immutabilitätsprinzip), nicht aber an dessen rechtliche Würdigung durch die Anklagebehörde (vgl. <ref-law>). Die Anklage hat die der beschuldigten Person zur Last gelegten Delikte in ihrem Sachverhalt so präzise zu umschreiben, dass die Vorwürfe in objektiver und subjektiver Hinsicht genügend konkretisiert sind. Das Akkusationsprinzip bezweckt zugleich den Schutz der Verteidigungsrechte der beschuldigten Person und dient dem Anspruch auf rechtliches Gehör (Informationsfunktion; <ref-ruling> E. 2.2; <ref-ruling> E. 3.4.1; je mit Hinweisen). Die beschuldigte Person muss unter dem Gesichtspunkt der Informationsfunktion aus der Anklage ersehen können, wessen sie angeklagt ist. Das bedingt eine zureichende Umschreibung der Tat. Entscheidend ist, dass die betroffene Person genau weiss, welcher konkreten Handlung sie beschuldigt und wie ihr Verhalten rechtlich qualifiziert wird, damit sie sich in ihrer Verteidigung richtig vorbereiten kann. Sie darf nicht Gefahr laufen, erst an der Gerichtsverhandlung mit neuen Anschuldigungen konfrontiert zu werden (<ref-ruling> E. 2.2; <ref-ruling> E. 1b; je mit Hinweisen). Dies bedingt eine zureichende, d.h. möglichst kurze, aber genaue (<ref-law>) Umschreibung der Sachverhaltselemente, die für eine Subsumption unter die anwendbaren Straftatbestände erforderlich sind (Urteil 6B_684/2017 vom 13. März 2018 E. 2.2 mit Hinweisen).
In Bezug auf den subjektiven Tatbestand sind die Anforderungen an dessen Umschreibung in der Anklageschrift gering (<ref-ruling> E. 2.3 mit Hinweis). So genügt es, wenn die Anklageschrift erwähnt, der Täter habe die Tat vorsätzlich oder mit Wissen und Willen oder eventualvorsätzlich verübt (Urteile 6B_760/2017 vom 23. März 2018 E. 1.5; 6B_42/2017 vom 30. August 2017 E. 2.3; je mit Hinweisen).
2.3. Als haltlos erweist sich das Argument des Beschwerdeführers, in der Anklageschrift sei nicht umschrieben, wie er die zwei Buben in eine sexuelle Handlung einbezogen haben solle. Der Anklageschrift vom 22. März 2016 ist zu entnehmen, dass er auf einer Bank im Umkleideraum des Hallenbades mit einer Hand im Bereich seines Oberschenkels gesessen sei, als F._ und der andere Junge hereinkamen. Letzteren habe er "fest" angeschaut und gefragt, ob es ein Problem gebe. F._ habe dann plötzlich bemerkt, dass der Beschwerdeführer nackt gewesen sei, sich den Penis gewixt und ihn dabei so komisch angelächelt habe. Damit sind sämtliche Tatbestandselemente (vgl. dazu E. 3.3) in der Anklageschrift klar und eindeutig umschrieben.
2.4. Zutreffend macht der Beschwerdeführer geltend, dass in der Anklageschrift der subjektive Tatbestand nicht umschrieben werde. Sie erwähnt weder, dass der Beschwerdeführer die Tat vorsätzlich begangen, noch dass er sie mit Wissen und Willen oder eventualvorsätzlich verübt habe. Allerdings wird er ausdrücklich der sexuellen Handlungen mit einem Kind gemäss <ref-law> beschuldigt. Dieses Delikt ist ausschliesslich vorsätzlich bzw. eventualvorsätzlich begehbar (vgl. Art. 12 Abs. 1 und 2 StGB). Damit wird dem Beschwerdeführer implizit hinreichend klar Vorsatz vorgeworfen (vgl. Urteil 6B_1262/2015 vom 18. April 2016 E. 4.2.2). Das Gesagte gilt für jede Tatbestandsvariante von <ref-law>, weshalb das Argument des Beschwerdeführers nicht zielführend ist, dass in der Anklageschrift nicht aufgeführt sei, welche Tatbestandsvariante erfüllt sein solle und er deswegen auch nicht aufgrund des angeklagten Delikts auf den ihm vorgeworfenen subjektiven Tatbestand habe schliessen können.
2.5. Eine Verletzung des Anklagegrundsatzes liegt nicht vor. Es ist weder überzeugend dargetan noch ersichtlich, dass in der Anklageschrift wesentliche Angaben fehlten und inwiefern dem Beschwerdeführer eine wirksame Verteidigung verunmöglicht oder auch nur erschwert gewesen sein soll.
3.
3.1. Hinsichtlich seines Schuldspruchs wegen des Vorfalls vom 5. Oktober 2014 rügt der Beschwerdeführer zudem, der Tatbestand der sexuellen Handlungen mit einem Kind im Sinne von <ref-law> sei nicht erfüllt.
3.2. Die Vorinstanz erachtet den Anklagesachverhalt als erstellt. Der Beschwerdeführer habe sein Glied entblösst, Augenkontakt mit F._ aufgenommen, diesen angelächelt oder angegrinst und mit typischen Masturbationsbewegungen sein (nicht erigiertes) Glied manipuliert (Urteil, S. 18).
3.3. Gemäss <ref-law> macht sich der sexuellen Handlungen mit Kindern u.a. schuldig, wer ein Kind unter 16 Jahren in eine sexuelle Handlung einbezieht. Das Einbeziehen eines Kindes in eine sexuelle Handlung bedeutet, dass der Täter das Kind gezielt zum Zuschauer seiner sexuellen Handlung und dadurch zum Sexualobjekt macht, was insbesondere der Fall ist, wenn der Täter vor dem Kind onaniert. Der Tatbestand des Einbeziehens von Kindern in eine sexuelle Handlung erfordert, dass diese den äusseren Vorgang der sexuellen Handlung als Ganzes unmittelbar wahrnehmen (<ref-ruling> E. 3.1 f. mit Hinweisen).
3.4. Die Vorinstanz erwägt, F._ habe gesehen, wie der Beschwerdeführer Manipulationen an seinem nackten Penis vorgenommen habe. F._ habe dies in seiner Befragung unter anderem als "wixen" bezeichnet und typische Masturbationsbewegungen gezeigt. Er habe also den äusseren Vorgang der sexuellen Handlung als Ganzes unmittelbar wahrgenommen. Nicht zutreffend sei die Argumentation des Verteidigers, wonach der Täter für die Erfüllung des Tatbestands vor dem Kind mit allen Zeichen sexueller Erregung onanieren müsse. Diese Variante werde in <ref-ruling> E. 3.1 nur als Beispiel erwähnt. Mittels Augenkontakt und "blödes Angrinsen" habe der Beschwerdeführer F._ durch nonverbale, bewusste Kontaktaufnahme gezielt in seine sexuelle Handlung einbezogen.
3.5. Diese Erwägungen sind nicht zu beanstanden. Die sexuelle Motivation im Verhalten des Beschwerdeführers war eindeutig genug, um von F._ zweifellos als sexuelle Handlung wahrgenommen zu werden. Dass der Beschwerdeführer zu diesem Zeitpunkt (noch) keine Erektion hatte, kann entgegen seiner Auffassung nicht entscheidend sein für die tatbestandsmässige Qualifikation.
3.6. Daran ändern die Einwände des Beschwerdeführers nichts. In seinen Ausführungen weicht er grösstenteils vom für das Bundesgericht verbindlich festgestellten Sachverhalt der Vorinstanz ab, ohne Willkür darzutun (vgl. vorne E. 1.2). Darauf ist nicht einzugehen.
Soweit der Beschwerdeführer Willkür und eine Verletzung des Grundsatzes "in dubio pro reo" geltend macht, weil die Vorinstanz in einen Zirkelschluss verfalle, indem sie ihn im ersten Fall als Täter sehe, weil er im zweiten Fall der Täter sei, und im zweiten Fall seine Täterschaft als erwiesen erachte, weil er im ersten Fall der Täter sei, dringt er nicht durch. In der vom Beschwerdeführer verwiesenen Erwägung 4.9 nimmt die Vorinstanz eine ausführliche und detaillierte Beweiswürdigung zum Vorfall vom 28. Oktober 2012 vor (vgl. vorne E. 1.3 f.) und merkt lediglich am Schluss an, im Übrigen falle auf, dass es Parallelen zum Vorfall vom 5. Oktober 2014 gebe. Gleiches gilt für die diesbezügliche Erwägung 6.8, in der die Vorinstanz ebenfalls eine eingehende Beweiswürdigung vornimmt, sich insbesondere auch mit den Vorbringen des Beschwerdeführers befasst und einzig im letzten Satz vermerkt, dass der Vorfall zudem Parallelen zu jenem vom 28. Oktober 2012 aufweise. Damit spielt der vom Beschwerdeführer geltend gemachte "Zirkelschluss" in der vorinstanzlichen Beweiswürdigung nur eine nebensächliche Rolle und ist von derart geringer Bedeutung, dass er in der ansonsten umfassenden und überzeugenden Beweiswürdigung der Vorinstanz keine Willkür zu begründen vermag.
4.
4.1. Der Beschwerdeführer wendet sich gegen die unbedingt ausgesprochene Freiheitsstrafe und die ambulante Massnahme.
4.2.
4.2.1. Zur Begründung bringt er zunächst vor, das Bundesgericht habe sich im Verfahren 1B_88/2015 schon einmal mit dem vorliegenden Fall befasst und in diesem Entscheid die Beurteilung des Rückfallrisikos getadelt, da sie nicht durch hohe Genauigkeit besteche. Mit ihrer aktuellen Argumentation verkenne die Vorinstanz, dass die Risikoeinschätzung des Gutachters im definitiven Gutachten identisch laute wie seinerzeit in der Vorabeinschätzung, weshalb an der in Bger 1B_88/2015 geäusserten Kritik festzuhalten sei und weder eine unbedingte Freiheitsstrafe noch eine ambulante Massnahme ausgesprochen werden könnten.
4.2.2. Die Rüge ist unbegründet. Der Beschwerdeführer übersieht, dass es im von ihm herangezogenen Bundesgerichtsentscheid um eine Überprüfung der Haftgründe, konkret der Wiederholungsgefahr im Sinne von <ref-law> ging. Dabei gelten andere Anforderungen als hinsichtlich des Verzichts auf die Gewährung des bedingten Strafvollzugs.
Wiederholungsgefahr im Sinne von <ref-law> liegt vor, "wenn die beschuldigte Person eines Verbrechens oder Vergehens dringend verdächtig ist und ernsthaft zu befürchten ist, dass sie durch schwere Verbrechen oder Vergehen die Sicherheit anderer erheblich gefährdet, nachdem sie bereits früher gleichartige Straftaten verübt hat". Da der Beschwerdeführer noch keine Verurteilungen für gleichartige Straftaten aufwies, war Gegenstand des von ihm herangezogenen Bundesgerichtsurteils 1B_88/2015 die Anwendung von <ref-law> über den gesetzlichen Wortlaut hinaus auf Ersttäter. Diese muss auf Ausnahmefälle beschränkt bleiben und setzt - nebst einem hinreichenden Tatverdacht und einer erdrückenden Beweislage - eine sehr ungünstige Rückfallprognose voraus (Urteil 1B_88/2015 vom 7. April 2015 E. 2.2 mit Hinweis).
Im Gegensatz dazu setzt die Verweigerung des bedingten Strafaufschubs lediglich eine ungünstige Prognose voraus (<ref-ruling> E. 2.1; <ref-ruling> E. 7.3; <ref-ruling> E. 4.2.2; je mit Hinweisen) und keine sehr ungünstige. Daher ist nicht zu beanstanden, wenn die Vorinstanz gestützt auf das psychiatrische Gutachten, das dem Beschwerdeführer ein mittleres bis hohes Rückfallrisiko attestiert, zum Schluss gelangt, aufgrund der ungünstigen Prognose sei der bedingte Strafaufschub nicht zu gewähren.
4.3.
4.3.1. Weiter macht der Beschwerdeführer geltend, das psychiatrische Gutachten, auf das sich die Vorinstanz stütze, sei in sich selbst widersprüchlich. So halte es einerseits fest, eine typische klinische psychiatrische Störung lasse sich bei ihm nicht diagnostizieren und die Diagnose einer Pädophilie im engeren Sinne, eine sogenannte Kernpädophilie komme als psychiatrische Störung nicht in Frage. Andererseits werde später festgestellt, dass bei ihm aufgrund seiner pädophilen Veranlagung eine psychiatrische Störung vorliege, die mit seinem Delikt in einem eindeutigen Zusammenhang stehe.
4.3.2. Mit der Vorinstanz ist dieser Argumentation entgegenzuhalten, dass der Gutachter dem Beschwerdeführer zwar keine "typische klinische psychiatrische Störung" attestiert, diese Aussage jedoch präzisiert, indem er anfügt, die Diagnose einer "Pädophilie im engeren Sinn", d.h. eine sogenannte "Kernpädophilie" komme nicht in Betracht. Hingegen sei eine "pädophile Störung als sexuelle Nebenströmung" sowie zusätzlich ein hochriskanter Alkoholüberkonsum gegeben. Somit enthalten die Aussagen des Gutachtens keinen Widerspruch.
Damit erübrigt sich auch der Einwand des Beschwerdeführers, ihm sei keine eigentliche schwere psychiatrische Störung im Sinne von <ref-law> attestiert worden.
4.4. Die Ausführungen des Beschwerdeführers zu seiner "angeblichen Alkoholabhängigkeit" zielen an der Sache vorbei. Entgegen seiner Auffassung wird ihm nirgends eine Alkoholabhängigkeit unterstellt, sondern gehen sowohl der Gutachter als auch die Vorinstanz übereinstimmend von einem "hochriskanten Alkoholkonsum" aus, was angesichts des Haaranalyseergebnisses von über 100pg/mg (vgl. pag. 288) ohne Weiteres mit der Rechtsprechung im vom Beschwerdeführer verwiesenen Bger 1C_150/2010 vereinbar ist.
4.5. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Vorinstanz weder mit dem Verzicht auf Gewährung des bedingten Strafaufschubs noch mit der Anordnung einer ambulanten Massnahme im Sinne von <ref-law> Bundesrecht verletzt.
5.
5.1. Der Beschwerdeführer rügt die Höhe des Strafmasses.
5.2. Das Bundesgericht hat die Grundsätze der Strafzumessung nach <ref-law> wiederholt dargelegt (<ref-ruling> E. 5.4 ff.; <ref-ruling>7 E. 2.1; je mit Hinweisen). Entsprechendes gilt für die Bildung der Einsatz- und der Gesamtstrafe nach <ref-law> in Anwendung des Asperationsprinzips (<ref-ruling> E. 6.1.2; <ref-ruling> E. 8 f.; je mit Hinweisen). Darauf kann verwiesen werden. Das Sachgericht hat die für die Strafzumessung erheblichen Umstände und deren Gewichtung festzuhalten und seine Überlegungen in den Grundzügen wiederzugeben, so dass die Strafzumessung nachvollziehbar ist. Dabei steht ihm ein erheblicher Ermessensspielraum zu. Das Bundesgericht greift in die Strafzumessung nur ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat.
5.3. Die Vorinstanz erwägt, bei der Strafzumessung sei von der konkret schwersten Tat auszugehen, was vorliegend der Vorfall vom 28. Oktober 2012 sei, da B.A._ deutlich jünger gewesen sei als F._. Bei der objektiven Tatschwere sei zu berücksichtigen, dass der Beschwerdeführer sexuelle Handlungen am damals erst siebenjährigen Buben vorgenommen habe. Er habe zwar keine körperliche Gewalt ausgeübt und von sich aus wieder von dem Jungen abgelassen, doch habe es sich um einen erheblichen Übergriff auf dessen sexuelle Integrität gehandelt, was dieser als sehr unangenehm empfunden habe. Das habe dazu geführt, dass er hinterher aufgebracht gewesen sei und lange gebraucht habe, bis er sich im Hallenbad wieder alleine habe umziehen können. Selbst zwei Jahre nach dem Vorfall habe er noch Angst gehabt, dass "der böse Mann" wieder komme. Dennoch sei, da es im Bereich der sexuellen Handlungen mit Kindern weit schwerere Eingriffe in die Intimsphäre der Opfer gebe, die objektive Tatschwere noch im unteren Bereich anzusiedeln. In subjektiver Hinsicht sei zu beachten, dass der Beschwerdeführer mit direktem Vorsatz gehandelt habe und gezielt in die Knabengarderobe gegangen sei, um nach einem Opfer zu suchen. Dass B.A._ mit sieben Jahren und von seiner Erscheinung her noch sehr jung gewesen sei, habe ihn nicht davon abgehalten, sich an ihm zu vergehen. Er habe aus rein egoistischen Beweggründen gehandelt, um seine sexuellen Bedürfnisse zu befriedigen. Seine Triebbefriedigung habe er über das Wohl des Buben gestellt, ohne darauf Rücksicht zu nehmen, dass er durch diesen Eingriff einen schädigenden Einfluss auf dessen sexuelle Entwicklung haben könnte. Insgesamt sei die objektive und subjektive Tatschwere noch im unteren Bereich des bis zu fünf Jahren reichenden Strafrahmens anzusiedeln. Die Einsatzstrafe der ersten Instanz von 10 Monaten erweise sich als angemessen. Strafschärfend wirke sich der Vorfall vom 5. Oktober 2014 aus. Diese Tat sei im Vergleich zur ersten Tat weniger gravierend, zumal kein Körperkontakt stattgefunden habe, der Vorgang nur kurz gedauert habe und F._ im Tatzeitpunkt bereits dreizehnjährig gewesen sei. Zu verharmlosen sei aber auch dieser Vorfall nicht, denn auch F._ habe Angst gehabt und nicht mehr zurück in die Garderobe gewollt. In subjektiver Hinsicht sei zu berücksichtigen, dass der Beschwerdeführer im Hallenbad gezielt und aktiv nach einem Opfer gesucht habe. Die objektive und subjektive Tatschwere sie im unteren Bereich anzusiedeln. Die Einsatzstrafe sei daher auf 13 Monate zu verschärfen.
Hinsichtlich Vorleben und persönlicher Verhältnisse verweist die Vorinstanz auf die Ausführungen der Erstinstanz und ergänzt diese mit der aktuellen Temporäranstellung des Beschwerdeführers. Im erstinstanzlichen Urteilszeitpunkt sei dieser vorbestraft gewesen, wenn auch nicht einschlägig. Dass diese Vorstrafe im Strafregisterauszug inzwischen gelöscht sei, habe keine Auswirkung, da die Erstinstanz die Vorstrafe ohnehin neutral gewertet habe. Auch die Strafempfindlichkeit sei neutral zu werten, die Biographie des Beschwerdeführers gebe keinen Anlass zur Strafmilderung. Insgesamt seien die Täterkomponenten neutral zu werten. Eine Freiheitsstrafe von 13 Monaten erscheine als dem Verschulden und den persönlichen Verhältnissen des Beschwerdeführers angemessen.
5.4. Damit begründet die Vorinstanz die Strafzumessung ausführlich und nachvollziehbar. Es ist nicht ersichtlich und wird vom Beschwerdeführer nicht überzeugend dargetan, dass sie sich von sachfremden Kriterien hätte leiten lassen oder das ihr zustehende Ermessen über- bzw. unterschritten hätte. Die vom Beschwerdeführer vorgebrachten Aspekte berücksichtigt die Vorinstanz bereits. Dass sie schliesslich zu einer etwas höheren Strafe gelangt als dies nach seiner Ansicht angezeigt wäre, bedeutet keinen Ermessensmissbrauch.
6.
6.1. Der Beschwerdeführer wendet sich gegen die Kostenverteilung der Vorinstanz.
6.2. Zur Begründung führt er aus, das erstinstanzliche Gericht habe ihn vom Vorwurf der Pornographie gemäss Anklageschrift Ziff. 1.2 sowie von der versuchten sexuellen Handlung mit Kindern gemäss Anklageschrift Ziff. 1.1.2 freigesprochen und ihm gleichwohl sämtliche Verfahrens- und Verteidigungskosten auferlegt. Die Vorinstanz habe die Staatsgebühr und die Rückerstattungspflicht für die Verteidigungskosten auf 8/10 reduziert, nicht jedoch die Barauslagen, da sich diese auf das Gutachten bezögen. Nachdem das Gutachten aber höchst mangelhaft sei, müssten die entsprechenden Kosten selbst im Falle eines Schuldspruchs gestützt auf <ref-law> vom Staat übernommen werden. Im Übrigen sei eine Reduktion der Staatsgebühr und Verteidigungskosten auf 8/10 nicht angemessen. Beides müsste aufgrund seines teilweisen Obsiegens auf mindestens 2/3 reduziert werden.
Dieser Argumentation kann nicht gefolgt werden. Zum Einen liegt mit dem kritisierten Gutachten keine "fehlerhafte Verfahrenshandlung" im Sinne von <ref-law> vor, die eine teilweise Kostenauflage an den Kanton erlauben würde. Inwiefern das Gutachten "höchst mangelhaft" sein soll, begründet der Beschwerdeführer nicht weiter. Soweit er damit die andernorts in seiner Beschwerde geltend gemachte Widersprüchlichkeit des Gutachtens meint, wurde diese Kritik bereits entkräftet (vgl. vorne E. 4.3.2). Zum Andern liegt die Kostenverteilung innerhalb der rechtlichen Grundsätze im Ermessen des Sachgerichts, und das Bundesgericht schreitet nur ein, wenn das Sachgericht den ihm zustehenden weiten Ermessensspielraum überschritten hat (Urteil 6B_900/2017 vom 14. Februar 2018 E. 2.3 mit Hinweis). Der Beschwerdeführer bringt lediglich vor, welche Aufteilung der Kosten er persönlich angebracht fände. Damit zeigt er nicht auf und es ist nicht ersichtlich, inwiefern die Vorinstanz mit einer Reduktion der Staatsgebühr und Verteidigungskosten auf 8/10 ihr Ermessen überschritten haben soll.
6.3. Gleiches gilt, soweit der Beschwerdeführer vorbringt, die ihm für das Berufungsverfahren auferlegte Staatsgebühr sowie die Rückerstattungspflicht für die Verteidigungskosten hätten ebenfalls um mindestens 1/3 reduziert werden müssen. Zwar führt er hier zur Begründung aus, die vorinstanzliche Reduktion auf 9/10 sei nicht angemessen, weil er hinsichtlich des Kostenpunkts, des widerrechtlich ausgesprochenen Tätigkeitsverbots sowie der erstinstanzlich unterlassenen Erwähnung der Teilfreisprüche im Dispositiv obsiegt habe, und angesichts des Umstands, dass er im Berufungsverfahren bezüglich mehrerer durchaus relevanter Punkte obsiegte, liegt die vorinstanzliche Kostenreduktion um 1/10 tatsächlich an der untersten Grenze. Als Ermessensüberschreitung ist sie indes noch nicht zu qualifizieren.
7.
Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Die Gerichtskosten sind dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>). Dessen Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist in Anwendung von <ref-law> wegen Aussichtslosigkeit abzuweisen. Seiner finanziellen Lage ist mit reduzierten Gerichtskosten Rechnung zu tragen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3.
Die Gerichtskosten von Fr. 1'200.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Schaffhausen schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 17. Mai 2018
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Denys
Die Gerichtsschreiberin: Siegenthaler